多轴车辆稳态回转能测试评价方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及汽车试验技术领域，尤其涉及一种多轴车辆稳态回转能测试评价方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.近年来，专用汽车和工程车辆逐渐向大型化和重型化发展，使得重型车辆成为研究热点，这些车辆的多是两轴以上，且转向轴也是两轴偏多，研究和评价多轴车辆稳态回转能日趋重要。汽车的稳态回转能是多轴汽车稳态回转的重要构成之一，多轴汽车稳态回转不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要指标，其涉及的问题较为广泛，需要采用较多的物理参考量从多方面来进行评价。
3.现今，国内部分企业以乘用车多轴汽车稳态回转试验标准为主，进行客观试验，采集处理数据并提取试验物理参考量。其缺点在于，一方面，缺少针对多轴车辆稳态回转性能试验的专项表述；另一方面，对于多轴车辆将多轴近似为两轴去计算评价指标，与实际情况不符；数据处理过程冗杂，未能直接直观的呈现车辆性能结果。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种多轴车辆稳态回转能测试评价方法、装置、设备及介质，以解决上述现有技术中的问题，能够弥补在多轴车辆领域内车辆的操纵稳定性试验和评价方法的不足。
5.关于上述本发明采用的技术方案具体如下：
6.第一方面，本发明提供了一种多轴车辆稳态回转能测试评价方法，包括：
7.获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据；
8.确定目标客观评价指标和目标主观评价指标；
9.对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据；
10.根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分；
11.确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数；
12.根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。
13.在其中一种可能的实现方式中，所述获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据，具体包括：
14.在不同半径圆周上，固定转向盘转角，进行连续加速的测试；
15.在试验场地上分别画出半径为30米和60米的圆周；
16.接通仪器电源，预热到正常温度；
17.试验开始之前对车辆和轮胎进行预热和暖胎，汽车以侧向加速度为1.5m/s2相应速度进行固定的圆周运动；
18.试验开始时，固定转角不变，速度从零开始缓慢匀加速，并记录，直至汽车侧向加速度达到4.5m/s2或者车辆出现失稳现象时，结束试验；
19.试验按左右方向各三次，两个半径圆周共计十二次；
20.获取待评价多轴车辆稳态回转试验数据，包括不足转向度、车身侧倾角、弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度、s弯循迹性、侧倾响应、侧倾收敛性、前后一致性和变道左右差，
21.所述确定目标客观评价指标和目标主观评价指标包括：
22.确定多轴汽车稳态回转综合评价体系的一级指标，所述一级指标包括转向特性和侧倾特性；
23.确定多轴汽车稳态回转综合评价体系的二级指标，所述转向特性所对应的二级指标包括：不足转向度、弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度和s弯循迹性，所述侧倾特性所对应的二级指标包括：侧倾度大小、侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差；
24.将不足转向度和侧倾度大小作为目标客观评价指标，将弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度、s弯循迹性、侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差作为目标主观评价指标。
25.在其中一种可能的实现方式中，所述对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据，具体包括：
26.剔除所述稳态回转试验数据中的奇异点；
27.对剔除奇异点后的所述稳态回转试验数据进行巴特沃斯滤波处理；
28.采用最小二乘法对滤波处理后的所述稳态回转试验数据进行拟合处理；
29.计算拟合后的稳态回转试验数据对应的数据平均值，得到客观试验数据。
30.在其中一种可能的实现方式中，在数据预处理之后，在确定客观评分之前，所述方法还包括：
31.根据多轴汽车稳态回转特性，对多轴车辆进行动力学分析，计算车等效轴距和稳定性因素，并根据稳定性因素大小判断是否执行确定客观评分的步骤，具体包括：
32.对于6*2车型的多轴车辆，三轴前轴转向车辆进行转向行驶，在忽略离心力的影响，转向时所有车辆未发生侧向滑动时，通过以下公式计算侧向力和回正力矩，
[0033][0034]
其中，∑fy表示侧向力，∑mz表示回正力矩，f
y1
表示地面对前轮的侧向力，f
y2
表示地面对中轮的侧向力，f
y3
表示地面对后轮的侧向力，δ表示前轴两侧车轮转角，a表示前轴到质心的距离，b表示第二轴到质心的距离，c表示第三轴到质心的距离；
[0035]
考虑到δ很小，f
y1
、f
y2
和f
y3
为侧偏力，公式(1)可以写成以下公式，
[0036][0037]
其中，k1表示前轮的侧偏刚度之和，k2表示中轮的侧偏刚度之和，k3表示后轮的侧偏刚度之和，k1、k2和k3取正值，α1表示前轮的侧偏角，α2表示中轮的侧偏角，α3表示后轮的侧
偏角；
[0038]
根据坐标系规定，通过以下公式确定前轮、中轮和后轮的侧偏角，
[0039][0040]
其中，β表示车辆质心的侧偏角，ωr表示车辆横摆角速度，μ表示车辆质心的前进速度，
[0041]
将(3)代入(2)，可得运动微分方程，稳态时横摆角速度wr为定值，得到以下公式，
[0042][0043]
其中，m表示整车质量，v表示车辆质心的侧向速度；
[0044]
将β＝v/μ,a+b＝l1,c-b＝l2代入公式(4)，消去v，可以得到等效轴距l，
[0045][0046]
其中，l1表示前轴与第二轴的距离，l2表示第二轴与第三轴的距离；
[0047]
将公式(5)代入稳定性因素k的公式可得以下公式，
[0048][0049]
根据稳定性因素的大小，确定是否执行确定客观评分的步骤，若稳定性因素k＞0，则执行确定客观评分的步骤。
[0050]
在其中一种可能的实现方式中，所述根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分，具体包括：
[0051]
通过高度计测得侧倾度大小；
[0052]
根据侧偏角差值δα与侧向加速度得到不足转向度，通过以下公式侧偏角差值δα，
[0053][0054]
其中，r0表示车辆初始半径，rk表示车辆转弯半径，l表示车辆的等效轴距；
[0055]
将侧倾度大小和不足转向度的物理参考量转化为十分制评分。
[0056]
在其中一种可能的实现方式中，所述确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数，具体包括：
[0057]
构造表示同一种一级指标对应的二级指标间重要程度的二级指标判断矩阵；
[0058]
将二级指标判断矩阵中的元素按列进行归一化，
[0059][0060]
其中，a
ij
表示二级指标判断矩阵中的第i行第j列的元素，ai′j表示将a
ij
按列归一化后的元素，n表示二级指标判断矩阵中的阶数；
[0061]
将按列归一化后的元素按行相加计算，
[0062][0063]
其中，si′
表示按行相加后的列元素结果；
[0064]
将按行相加计算得到的列元素按归一化计算得到同一种一级指标对应的二级指标的目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和目标主观评价指标对应的主观指标权重系数，
[0065][0066]
其中，同一种一级指标对应的二级指标的客观指标权重系数或主观指标权重系数；
[0067]
构造表示转向特性和侧倾特性这两种一级指标间重要程度的一级指标判断矩阵；
[0068]
将一级指标判断矩阵中的元素按列进行归一化；
[0069]
将按列归一化后的元素按行相加计算；
[0070]
将按行相加计算得到的列元素按归一化计算得到各一级指标对应的一级指标权重系数。
[0071]
在其中一种可能的实现方式中，所述根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果，具体包括：
[0072]
对二级指标中的不足转向度的客观评分与对应的客观指标权重系数和二级指标中的弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度和s弯循迹性的主观评分与各自对应的主观指标权重系数进行加权求和，得到转向特性评分；
[0073]
对二级指标中的侧倾度大小的客观评分与对应的客观指标权重系数和二级指标中的侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差的主观评分与各自对应的主观指标权重系数进行加权求和，得到侧倾特性评分；
[0074]
基于一级指标权重系数，对转向特性评分和侧倾特性评分进行加权求和，得到稳态回转总评分；
[0075]
将所述稳态回转总评分作为所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。
[0076]
第二方面，本发明提供了一种多轴车辆稳态回转能测试评价装置，包括：
[0077]
试验数据获取模块，用于获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据；
[0078]
评价指标确定模块，用于确定目标客观评价指标和目标主观评价指标；
[0079]
预处理模块，用于对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据；
[0080]
客观评分确定模块，用于根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分；
[0081]
权重系数确定模块，用于确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数；
[0082]
稳态回转评价模块，用于根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。
[0083]
第三方面，本发明提供了一种多轴车辆稳态回转能测试评价设备，包括：
[0084]
一个或多个处理器、存储器、用户接口、网络接口、通信总线以及一个或多个计算机程序，所述存储器可以采用非易失性存储介质，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述设备执行时，使得所述设备执行如第一方面或者第一方面的任一可能实现方式中的所述方法。
[0085]
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面或者第一方面的任一可能实现方式中的所述方法。
[0086]
本发明提供一种多轴车辆稳态回转能测试评价方法、装置、设备及介质，针对多轴汽车制定了专项的稳态回转试验评价方法，可以比较直观和全面地展示多轴车辆的稳态回转性能，在多轴车辆稳态回转的试验和评价方法开发研究领域开辟了新的研究方法，工程应用强，为汽车性能开发提供参考价值；通过理论推导出多轴车辆的等效轴距，制定适合多轴车辆和现有试验场地的稳态回转客观试验方法，并提取试验评价指标，对性能评价多级划分，再利用层次分析法计算出各项指标权重，结合各项指标进行十分制评分，得出综合评价结果，将多轴车辆的稳态回转直观呈现出来。
附图说明
[0087]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
[0088]
图1为本发明提供的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的实施例的流程图；
[0089]
图2为本发明提供的多轴车辆(6*2)转向简化示意图；
[0090]
图3为多轴车辆稳态回转试验数据在滤波前后以及拟合前后的对比图
[0091]
图4为本发明提供的多轴车辆稳态回转能测试评价装置的实施例的结构框图。
具体实施方式
[0092]
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
[0093]
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对
位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0094]
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
[0095]
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0096]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0097]
如图1所示，本发明提供的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的至少在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
[0098]
步骤s1、获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据。
[0099]
在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s1具体可以包括：
[0100]
步骤s11、在不同半径圆周上，固定转向盘转角，进行连续加速的测试。
[0101]
步骤s12、在试验场地上分别画出半径为30米和60米的圆周。
[0102]
步骤s13、接通仪器电源，预热到正常温度。
[0103]
步骤s14、试验开始之前对车辆和轮胎进行预热和暖胎，汽车以侧向加速度为1.5m/s2相应速度进行固定的圆周运动。
[0104]
步骤s15、试验开始时，固定转角不变，速度从零开始缓慢匀加速，并记录，直至汽车侧向加速度达到4.5m/s2或者车辆出现失稳现象时，结束试验。
[0105]
步骤s16、试验按左右方向各三次，两个半径圆周共计十二次。
[0106]
步骤s17、获取待评价多轴车辆稳态回转试验数据，包括不足转向度、车身侧倾角、弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度、s弯循迹性、侧倾响应、侧倾收敛性、前后一致性和变道左右差。
[0107]
步骤s2、确定目标客观评价指标和目标主观评价指标。
[0108]
在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s2具体可以包括：
[0109]
步骤s21、确定多轴汽车稳态回转综合评价体系的一级指标，所述一级指标包括转向特性和侧倾特性。
[0110]
步骤s22、确定多轴汽车稳态回转综合评价体系的二级指标，所述转向特性所对应的二级指标包括：不足转向度、弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度和s弯循迹性，所述侧倾特性所对应的二级指标包括：侧倾度大小、侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差。
[0111]
本发明的多轴汽车稳态回转综合评价体系分为两项一级指标和十一项二级指标。
[0112]
步骤s23、将不足转向度和侧倾度大小作为目标客观评价指标，将弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度、s弯循迹性、侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变
道左右差作为目标主观评价指标。
[0113]
步骤s3、对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据。
[0114]
在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s3具体可以包括：
[0115]
步骤s31、剔除所述稳态回转试验数据中的奇异点。
[0116]
步骤s32、对剔除奇异点后的所述稳态回转试验数据进行巴特沃斯滤波处理，数学表达式如下：
[0117][0118]
其中，n表示滤波器的阶数，ωc表示截止频率，阶数和截止频率按下面的公式确定：
[0119][0120][0121]
其中，ω
p
表示通带截止频率，ωs表示阻带截止频率，r
p
表示通带波动，as表示阻带波动。
[0122]
如图3所示，通过巴特沃斯滤波处理，可以避免多轴重卡车型在换挡时的明显冲击，对数据的影响。
[0123]
步骤s33、采用最小二乘法对滤波处理后的所述稳态回转试验数据进行拟合处理。
[0124]
如图3所示，采用最小二乘法拟合，可以将多轴重卡车型在换挡时的冲击所带来的数据影响降低到最小，以便后续的数据分析和指标提取。
[0125]
步骤s34、计算拟合后的稳态回转试验数据对应的数据平均值，得到客观试验数据。
[0126]
进一步地，本发明在一些实施方式中，在步骤s3之后，在步骤s4之前，所述方法还包括：
[0127]
步骤s3-4、根据多轴汽车稳态回转特性，对多轴车辆进行动力学分析，计算车等效轴距和稳定性因素，并根据稳定性因素大小判断是否执行确定客观评分的步骤。
[0128]
图2示出了本发明中实施例方案涉及的多轴车辆(6*2)转向简化示意图。在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s3-4具体可以包括：
[0129]
步骤s3-4-1、对于6*2车型的多轴车辆，三轴前轴转向车辆进行转向行驶，在忽略离心力的影响，转向时所有车辆未发生侧向滑动时，通过以下公式计算侧向力和回正力矩，
[0130][0131]
其中，∑fy表示侧向力，∑mz表示回正力矩，f
y1
表示地面对前轮的侧向力，f
y2
表示地面对中轮的侧向力，f
y3
表示地面对后轮的侧向力，δ表示前轴两侧车轮转角，a表示前轴到质心的距离，b表示第二轴到质心的距离，c表示第三轴到质心的距离。
[0132]
步骤s3-4-2、考虑到δ很小，f
y1
、f
y2
和f
y3
为侧偏力，公式(1)可以写成以下公式，
[0133][0134]
其中，k1表示前轮的侧偏刚度之和，k2表示中轮的侧偏刚度之和，k3表示后轮的侧偏刚度之和，k1、k2和k3取正值，α1表示前轮的侧偏角，α2表示中轮的侧偏角，α3表示后轮的侧偏角。
[0135]
步骤s3-4-3、根据坐标系规定，通过以下公式确定前轮、中轮和后轮的侧偏角，
[0136][0137]
其中，β表示车辆质心的侧偏角，ωr表示车辆横摆角速度，μ表示车辆质心的前进速度。
[0138]
步骤s3-4-4、将(5)代入(4)，可得运动微分方程，稳态时横摆角速度wr为定值，得到以下公式，
[0139][0140]
其中，m表示整车质量，v表示车辆质心的侧向速度。
[0141]
步骤s3-4-5、将β＝v/μ,a+b＝l1,c-b＝l2代入公式(6)，消去v，可以得到等效轴距l，
[0142][0143]
其中，l1表示前轴与第二轴的距离，l2表示第二轴与第三轴的距离。
[0144]
步骤s3-4-6、将公式(7)代入稳定性因素k的公式可得以下公式，
[0145][0146]
稳定性因素k是表征车辆稳态响应的一个重要参数，其单位为s2/m2。
[0147]
步骤s3-4-7、根据稳定性因素的大小，确定是否执行确定客观评分的步骤，若稳定性因素k＞0，则执行步骤s4。
[0148]
若稳定性因素k的计算结果为非正数，则此车稳态回转性能不合格，需要根据试验结果返回设计重新整改车辆参数。
[0149]
需要说明的是，本发明的多轴车辆并不局限于6*2车型，其他车辆的等效轴距和稳
定性因素推导过程相似，本发明在此不再赘述。
[0150]
步骤s4、根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分。
[0151]
在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s4具体可以包括：
[0152]
步骤s41、通过高度计测得侧倾度大小。
[0153]
步骤s42、根据侧偏角差值δα与侧向加速度得到不足转向度，通过以下公式侧偏角差值δα，
[0154][0155]
其中，r0表示车辆初始半径，rk表示车辆转弯半径，l表示车辆的等效轴距。
[0156]
步骤s43、将侧倾度大小和不足转向度的物理参考量转化为十分制评分。
[0157]
客观试验结果由vbox(虚拟机)、rt陀螺仪、abd转向制动机器人和笔记本等设备仪器采集，然后处理并提取物理参考量，例如可以基于qc/t480-1999(汽车操纵稳定性指标限值与评价方法标准)，做出修改，将物理参考量转化为十分制评分，下面以不足转向度为例进行说明。
[0158]
不足转向度的十分制评分计算公式如下所示：
[0159][0160]
其中：su表示不足转向度的十分制评分；u表示不足转向度的试验值，单位为(
°
)/(m/s2)；λ表示根据ud与uu的比值计算的系数，ud表示不足转向度的下限值，单位为(
°
)/(m/s2)；uu表示不足转向度的上限值，单位为(
°
)/(m/s2)，侧倾度大小的计算过程类似，在此不再赘述。
[0161]
步骤s5、确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数。
[0162]
在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s5具体可以包括：
[0163]
步骤s51、构造表示同一种一级指标对应的二级指标间重要程度的二级指标判断矩阵。
[0164]
步骤s52、将二级指标判断矩阵中的元素按列进行归一化，
[0165][0166]
其中，a
ij
表示二级指标判断矩阵中的第i行第j列的元素，ai′j表示将a
ij
按列归一化后的元素，n表示二级指标判断矩阵中的阶数。
[0167]
步骤s53、将按列归一化后的元素按行相加计算，
[0168][0169]
其中，si′
表示按行相加后的列元素结果。
[0170]
步骤s54、将按行相加计算得到的列元素按归一化计算得到同一种一级指标对应的二级指标的目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和目标主观评价指标对应的主观指标权重系数，
[0171][0172]
其中，同一种一级指标对应的二级指标的客观指标权重系数或主观指标权重系数。
[0173]
步骤s55、构造表示转向特性和侧倾特性这两种一级指标间重要程度的一级指标判断矩阵。
[0174]
步骤s56、将一级指标判断矩阵中的元素按列进行归一化。
[0175]
步骤s57、将按列归一化后的元素按行相加计算。
[0176]
步骤s58、将按行相加计算得到的列元素按归一化计算得到各一级指标对应的一级指标权重系数。
[0177]
步骤s56-步骤s58的计算公式参考公式(11)-公式(13)，在此不再赘述。
[0178]
以二级指标中的转向特性为例，根据层次分析法建立层级结构模型和判断矩阵，如表1所示：
[0179]
表1多轴汽车稳态回转转向特性判断矩阵
[0180][0181]
再根据公式(11)-公式(13)计算得出各项权重系数，如表2所示：
[0182]
表2多轴汽车稳态回转转向特性指标权重系数
[0183][0184]
本发明采用层次分析法各级指标间的权重系数计算，首先分析系统中各因素之间的关系，建立层次结构模型；其次结合设计和专业评价员等要求，按照表构造出两因素相互比较矩阵；最后计算出单一因素下各指标的相对权重，得到的多轴汽车稳态回转评价体系划分与权重系数计算结果如表3所示。
[0185]
表3多轴汽车稳态回转性能多级评价指标及其权重系数
[0186]
[0187][0188]
步骤s6、根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。
[0189]
在本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法的一种实施方式中，所述步骤s6具体可以包括：
[0190]
步骤s61、对二级指标中的不足转向度的客观评分与对应的客观指标权重系数和二级指标中的弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度和s弯循迹性的主观评分与各自对应的主观指标权重系数进行加权求和，得到转向特性评分。
[0191]
具体地，通过以下公式计算转向特性评分，
[0192]
sa＝qasa+qbsb+qcsc+qdsd+qese+qfsfꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)
[0193]
其中，qa表示不足转向度权重系数，qb表示s弯循迹性权重系数；qc表示控制难易度权重系数，qd表示弯道制动、加速权重系数，qe表示不足、过度权重系数，qf表示抓地性能权重系数，sa表示不足转向度评分；sb表示s弯循迹性评分，sc表示控制难易度评分；sd表示弯道制动、加速评分，se表示不足、过度评分；sf表示抓地性能评分。
[0194]
步骤s62、对二级指标中的侧倾度大小的客观评分与对应的客观指标权重系数和二级指标中的侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差的主观评分与各自对应的主观指标权重系数进行加权求和，得到侧倾特性评分。
[0195]
侧倾特性计算与公式(14)类似，在此不再赘述。
[0196]
步骤s63、基于一级指标权重系数，对转向特性评分和侧倾特性评分进行加权求和，得到稳态回转总评分。
[0197]
具体地，通过以下公式计算稳态回转的性能总评价得分如下式所示：
[0198]
s＝qasa+qbsbꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0199]
其中，s表示稳态回转总评分；qa表示转向特性权重系数；qb表示侧倾特性权重系数；sa为转向特性评分；sb为侧倾特性评分。
[0200]
本发明结合通过试验设备测得出的多轴汽车客观结果和计算出的权重系数，计算
稳态回转总评分。
[0201]
步骤s64、将所述稳态回转总评分作为所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。
[0202]
本发明对稳定回转性能的评价指标进行分类，得到分级评价指标，然后分别确定各分级评价指标对应的分级评分以及分级权重，根据所述分级评分以及分级权重计算待评价多轴汽车的稳态回转综合评分；根据待评价多轴汽车的稳态回转综合评分确定待评价多轴汽车的稳态回转综合评价结果。
[0203]
本发明采用层次分析法对多轴汽车稳态回转性能的多级指标项进行权重系数计算，最终形成直观的评价结果，还可将所述待评价多轴汽车稳态回转综合评价结果分别与所述竞品车综合评价结果、所述标杆车综合评价结果以及所述基准综合评价结果进行比较，并将比较结果进行展示，同时也可以展示不同车辆，包含但不局限于竞品车和标杆车之间稳态回转性能的具体差异，从而为设计提供数据和技术，支持产品开发。
[0204]
本发明实施例提供的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，针对多轴汽车制定了专项的稳态回转试验评价方法，可以比较直观和全面地展示多轴车辆的稳态回转性能，在多轴车辆稳态回转的试验和评价方法开发研究领域开辟了新的研究方法，工程应用强，为汽车性能开发提供参考价值；通过理论推导出多轴车辆的等效轴距，制定适合多轴车辆和现有试验场地的稳态回转客观试验方法，并提取试验评价指标，对性能评价多级划分，再利用层次分析法计算出各项指标权重，结合各项指标进行十分制评分，得出综合评价结果，将多轴车辆的稳态回转直观呈现出来。
[0205]
相应于上述各实施例及优选方案，本发明还提供了一种多轴车辆稳态回转能测试评价装置的实施例，如图4所示，具体可以包括如下部件：
[0206]
试验数据获取模块101，用于获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据；
[0207]
评价指标确定模块102，用于确定目标客观评价指标和目标主观评价指标；
[0208]
预处理模块103，用于对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据；
[0209]
客观评分确定模块104，用于根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分；
[0210]
权重系数确定模块105，用于确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数；
[0211]
稳态回转评价模块106，用于根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。
[0212]
应理解以上图4所示的多轴车辆稳态回转能测试评价装置的各个部件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些部件可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分部件以软件通过处理元件调用的形式实现，部分部件通过硬件的形式实现。例如，某个上述模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在电子设备的某一个芯片中实现。其它部件的实现与之类似。此外这些部件全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个部件可以通过处理器元件中的硬
件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
[0213]
例如，以上这些部件可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application specific integrated circuit；以下简称：asic)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor；以下简称：dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array；以下简称：fpga)等。再如，这些部件可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip；以下简称：soc)的形式实现。
[0214]
综合上述各实施例及其优选方案，本领域技术人员可以理解的是，在实际操作中，本发明适用于多种实施方式，本发明以下述载体作为示意性说明：
[0215]
(1)一种多轴车辆稳态回转能测试评价设备，其可以包括：
[0216]
一个或多个处理器、存储器、用户接口、网络接口、通信总线以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述设备执行时，使得所述设备执行前述实施例或等效实施方式的步骤/功能。
[0217]
应理解，多轴车辆稳态回转能测试评价设备能够实现前述实施例提供的方法的各个过程。该设备中的各个部件的操作和/或功能，可分别为了实现上述方法实施例中的相应流程。具体可参见前文中关于方法、装置等实施例的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
[0218]
应理解，多轴车辆稳态回转能测试评价设备中的处理器可以是片上系统soc，该处理器中可以包括中央处理器(central processing unit；以下简称：cpu)，还可以进一步包括其它类型的处理器，例如：图像处理器(graphics processing unit；以下简称：gpu)等，具体在下文中再作介绍。
[0219]
总之，处理器内部的各部分处理器或处理单元可以共同配合实现之前的方法流程，且各部分处理器或处理单元相应的软件程序可存储在存储器中。
[0220]
通信总线用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器可以是高速的随机存取存储器(random access memory，ram)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器可选的还可以是独立于前述处理器的存储装置。
[0221]
(2)一种可读存储介质，在可读存储介质上存储有计算机程序或上述装置，当计算机程序或上述装置被执行时，使得计算机执行前述实施例或等效实施方式的步骤/功能。
[0222]
在本发明所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的某些技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以如下所述软件产品的形式体现出来。
[0223]
(3)一种计算机程序产品(该产品可以包括上述装置并可以存储于某存储介质中)，该计算机程序产品在终端设备上运行时，使终端设备执行前述实施例或等效实施方式的多轴车辆稳态回转能测试评价方法。
[0224]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施
方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述计算机程序产品可以包括但不限于是指app；接续前文再做补充说明，上述设备/终端可以是一台计算机设备(例如手机、pc终端、云平台、服务器、服务器集群或者诸如媒体网关等网络通信设备等)。并且，该计算机设备的硬件结构还可以具体包括：至少一个处理器，至少一个通信接口，至少一个存储器和至少一个通信总线；处理器、通信接口、存储器均可以通过通信总线完成相互间的通信。其中，处理器可能是一个中央处理器cpu、dsp、微控制器或数字信号处理器，还可包括gpu、嵌入式神经网络处理器(neural-network process units；以下简称：npu)和图像信号处理器(image signal processing；以下简称：isp)，该处理器还可包括特定集成电路asic，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等，此外，处理器可以具有操作一个或多个软件程序的功能，软件程序可以存储在存储器等存储介质中；而前述的存储器/存储介质可以包括：非易失性存储器(non-volatile memory)，例如非可移动磁盘、u盘、移动硬盘、光盘等，以及只读存储器(read-only memory；以下简称：rom)、随机存取存储器(random access memory；以下简称：ram)等。
[0225]
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0226]
本领域技术人员可以意识到，本说明书中公开的实施例中描述的各模块、单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0227]
以及，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置、设备等实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以相关之处可参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块、单元等可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个地方，例如系统网络的节点上。具体可根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块、单元来实现上述实施例方案的目的。本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0228]
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，包括：获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据；确定目标客观评价指标和目标主观评价指标；对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据；根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分；确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数；根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。2.根据权利要求1所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，所述获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据，具体包括：在不同半径圆周上，固定转向盘转角，进行连续加速的测试；在试验场地上分别画出半径为30米和60米的圆周；接通仪器电源，预热到正常温度；试验开始之前对车辆和轮胎进行预热和暖胎，汽车以侧向加速度为1.5m/s2相应速度进行固定的圆周运动；试验开始时，固定转角不变，速度从零开始缓慢匀加速，并记录，直至汽车侧向加速度达到4.5m/s2或者车辆出现失稳现象时，结束试验；试验按左右方向各三次，两个半径圆周共计十二次；获取待评价多轴车辆稳态回转试验数据，包括不足转向度、车身侧倾角、弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度、s弯循迹性、侧倾响应、侧倾收敛性、前后一致性和变道左右差，所述确定目标客观评价指标和目标主观评价指标包括：确定多轴汽车稳态回转综合评价体系的一级指标，所述一级指标包括转向特性和侧倾特性；确定多轴汽车稳态回转综合评价体系的二级指标，所述转向特性所对应的二级指标包括：不足转向度、弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度和s弯循迹性，所述侧倾特性所对应的二级指标包括：侧倾度大小、侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差；将不足转向度和侧倾度大小作为目标客观评价指标，将弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度、s弯循迹性、侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差作为目标主观评价指标。3.根据权利要求1所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，所述对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据，具体包括：剔除所述稳态回转试验数据中的奇异点；对剔除奇异点后的所述稳态回转试验数据进行巴特沃斯滤波处理；采用最小二乘法对滤波处理后的所述稳态回转试验数据进行拟合处理；计算拟合后的稳态回转试验数据对应的数据平均值，得到客观试验数据。4.根据权利要求3所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，在数据预处
理之后，在确定客观评分之前，所述方法还包括：根据多轴汽车稳态回转特性，对多轴车辆进行动力学分析，计算车等效轴距和稳定性因素，并根据稳定性因素大小判断是否执行确定客观评分的步骤，具体包括：对于6*2车型的多轴车辆，三轴前轴转向车辆进行转向行驶，在忽略离心力的影响，转向时所有车辆未发生侧向滑动时，通过以下公式计算侧向力和回正力矩，其中，∑f
y
表示侧向力，∑m
z
表示回正力矩，f
y1
表示地面对前轮的侧向力，f
y2
表示地面对中轮的侧向力，f
y3
表示地面对后轮的侧向力，δ表示前轴两侧车轮转角，a表示前轴到质心的距离，b表示第二轴到质心的距离，c表示第三轴到质心的距离；考虑到δ很小，f
y1
、f
y2
和f
y3
为侧偏力，公式(1)可以写成以下公式，其中，k1表示前轮的侧偏刚度之和，k2表示中轮的侧偏刚度之和，k3表示后轮的侧偏刚度之和，k1、k2和k3取正值，α1表示前轮的侧偏角，α2表示中轮的侧偏角，α3表示后轮的侧偏角；根据坐标系规定，通过以下公式确定前轮、中轮和后轮的侧偏角，其中，β表示车辆质心的侧偏角，ω
r
表示车辆横摆角速度，μ表示车辆质心的前进速度，将(3)代入(2)，可得运动微分方程，稳态时横摆角速度w
r
为定值，得到以下公式，其中，m表示整车质量，v表示车辆质心的侧向速度；将β＝v/μ,a+b＝l1,c-b＝l2代入公式(4)，消去v，可以得到等效轴距l，其中，l1表示前轴与第二轴的距离，l2表示第二轴与第三轴的距离；将公式(5)代入稳定性因素k的公式可得以下公式，
根据稳定性因素的大小，确定是否执行确定客观评分的步骤，若稳定性因素k＞0，则执行确定客观评分的步骤。5.根据权利要求1所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，所述根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分，具体包括：通过高度计测得侧倾度大小；根据侧偏角差值δα与侧向加速度得到不足转向度，通过以下公式侧偏角差值δα，其中，r0表示车辆初始半径，r
k
表示车辆转弯半径，l表示车辆的等效轴距；将侧倾度大小和不足转向度的物理参考量转化为十分制评分。6.根据权利要求2所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，所述确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数，具体包括：构造表示同一种一级指标对应的二级指标间重要程度的二级指标判断矩阵；将二级指标判断矩阵中的元素按列进行归一化，其中，a
ij
表示二级指标判断矩阵中的第i行第j列的元素，a
i
′
j
表示将a
ij
按列归一化后的元素，n表示二级指标判断矩阵中的阶数；将按列归一化后的元素按行相加计算，其中，s
′
i
表示按行相加后的列元素结果；将按行相加计算得到的列元素按归一化计算得到同一种一级指标对应的二级指标的目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和目标主观评价指标对应的主观指标权重系数，其中，同一种一级指标对应的二级指标的客观指标权重系数或主观指标权重系数；构造表示转向特性和侧倾特性这两种一级指标间重要程度的一级指标判断矩阵；将一级指标判断矩阵中的元素按列进行归一化；将按列归一化后的元素按行相加计算；将按行相加计算得到的列元素按归一化计算得到各一级指标对应的一级指标权重系数。7.根据权利要求6所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法，其特征在于，所述根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果，具体包括：
对二级指标中的不足转向度的客观评分与对应的客观指标权重系数和二级指标中的弯道加速/制动、不足/过度性能、抓地性能、控制难易度和s弯循迹性的主观评分与各自对应的主观指标权重系数进行加权求和，得到转向特性评分；对二级指标中的侧倾度大小的客观评分与对应的客观指标权重系数和二级指标中的侧倾响应、侧倾收敛、前后一致性和变道左右差的主观评分与各自对应的主观指标权重系数进行加权求和，得到侧倾特性评分；基于一级指标权重系数，对转向特性评分和侧倾特性评分进行加权求和，得到稳态回转总评分；将所述稳态回转总评分作为所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。8.一种多轴车辆稳态回转能测试评价装置，其特征在于，包括：试验数据获取模块，用于获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据；评价指标确定模块，用于确定目标客观评价指标和目标主观评价指标；预处理模块，用于对所述稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据；客观评分确定模块，用于根据所述客观试验数据确定所述目标客观评价指标对应的客观评分；权重系数确定模块，用于确定所述目标客观评价指标对应的客观指标权重系数和所述目标主观评价指标对应的主观指标权重系数；稳态回转评价模块，用于根据所述客观评分、所述客观指标权重系数、所述目标主观评价指标对应的主观评分和所述主观指标权重系数确定所述待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。9.一种多轴车辆稳态回转能测试评价设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器、用户接口、网络接口、通信总线以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述设备执行时，使得所述设备执行如权利要求1～7任一项所述的多轴车辆稳态回转能测试评价方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任一项所述的多轴汽车稳态回转评价方法。

技术总结
本发明公开了一种多轴车辆稳态回转能测试评价方法、装置、设备及介质。所述方法包括：获取待评价多轴车辆的稳态回转试验数据；确定目标客观评价指标和目标主观评价指标；对稳态回转试验数据进行数据预处理，得到客观试验数据；根据客观试验数据确定目标客观评价指标的客观评分；确定目标客观评价指标的客观指标权重系数和目标主观评价指标的主观指标权重系数；根据客观评分、客观指标权重系数、目标主观评价指标对应的主观评分和主观指标权重系数确定待评价多轴车辆的稳态回转综合评价结果。本发明的多轴车辆稳态回转能测试评价方法、装置、设备及介质，比较直观和全面地展示多轴车辆的稳态回转性能，工程应用强，为汽车性能开发提供参考价值。发提供参考价值。发提供参考价值。


技术研发人员：陈升鹏 胡敏 胡立好 杨洋 王郁
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/3/8