CN105785964B - 一种车辆闭环试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：1.检测试验场地环境要素；2.实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；3.建立车辆动力学模型；4.验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输出曲线和车辆动力学模型的加速度输出曲线不重合，回到第二步；5.建立人车路闭环仿真模型系统；6.对人车路闭环仿真模型进行仿真计算得到方向盘转角；7.根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。本发明充分考虑车辆和驾驶员因素，建立人车路闭环仿真模型，进而获得车辆操纵动力学性能参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆的安全试验方法，特别涉及一种无人驾驶的车辆闭环试验方法。
背景技术
随着车辆拥有量的增多、车速的提高、道路交通基础设施的发展，目前道路交通安全已经成为一个广泛关注的社会问题。与之密切相关的是车辆的操纵稳定性，它是影响主动安全性的主要因素之一。它不仅影响到驾驶员驾驶车辆的感觉，而且也是高速车辆安全性的一个主要性能体现。
实车试验有助于我们全面了解车辆的操纵稳定性，即了解车辆在实际使用中所发生各种现象的本质及其规律，有助于探讨与解决车辆存在的问题以及验证解决问题的效果和程度，是推动车辆技术进步的一种重要的方法，也是保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要手段。
车辆操纵稳定性的试验方法包括开环方法和闭环方法。开环方法只研究车辆本身，闭环方法研究人-车-路闭环系统。由于车辆操纵稳定性的优劣不仅取决于车辆系统本身的参数，还涉及到驾驶员和道路环境等因素，而车辆对驾驶员和道路环境反馈的响应指标需要通过闭环试验来获得。在开环试验中车辆的转向输入被提前给定，开环试验方法实施简单、可靠性和重复性较高，然而开环试验方法忽略了人车相互作用对车辆性能的影响。单纯采用开环试验的研究方法在解决高速行驶时的安全性方面存在较多问题。例如，在车辆操纵稳定性试验中，如果驾驶员的方向盘输入出现偏差就会影响对车辆的操纵稳定性给出客观评价的准确性。此外，驾驶员输入的方向盘转角具有不精确性，不可记录性，不可重复性等。这些因素都直接会影响到对车辆操纵稳定性的客观评价，也不便于比较不同车辆或同一车辆在不同条件下的操纵稳定性。因此，需要寻找一种车辆闭环试验方法，充分考虑车辆、驾驶员和道路因素，来获得车辆操纵动力学性能参数，进而全面评价车辆操纵稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效获得车辆操纵动力学性能参数的车辆闭环试验方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：
第一步，检测试验场地环境要素；
第二步，实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；
第三步，建立车辆动力学模型；
第四步，验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输出曲线和车辆动力学模型中的加速度输出曲线不重合，回到第二步；
第五步，建立人车路闭环仿真模型系统；
第六步，对人车路闭环仿真模型系统进行仿真计算得到方向盘转角；
第七步，根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。
根据本发明的一个实施例，在第二步实车脉冲开环试验中，选择方向盘转角脉冲试验。
根据本发明的一个实施例，方向盘转角脉冲试验中的方向盘转角设定为90°～110°，时间为0.2S～0.5S，车速为40Km/h～100Km/h。
根据本发明的一个实施例，在第四步验证车辆动力学模型中，选择方向盘阶跃转角试验。
根据本发明的一个实施例，在第六步中，在人车路闭环仿真模型系统中输入蛇形/双移线工况下的道路信息。
本发明的车辆闭环试验方法，充分考虑车辆和驾驶员因素，建立人车路闭环仿真模型系统，进而获得输入道路信息对应的方向盘转角，利用转向机器人实现车辆的闭环试验，最终有效获得车辆操纵动力学性能参数。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1是本发明一实施例的闭环试验方法的流程框图。
图2是本发明一实施例的闭环试验方法的辨识结构示意图。
图3是本发明一实施例的闭环试验方法的驾驶员模型结构示意图。
图4是本发明一实施例的闭环试验方法的闭环控制结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
图1是本发明一实施例的闭环试验方法的流程框图。如图所示，本发明的一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：
第一步101，检测试验场地环境要素。保证试验场地的风速在5m/s以内，温度在5°～30°之间。
第二步102，实车脉冲开环试验。依据车辆参数信息，例如车辆质量、方向盘尺寸、转动惯量、质心位置等来安装转向机器人以及惯性导航系统，采集标定场地空间坐标和试验车速。选择方向盘转角脉冲试验，依据不同车速下的脉冲试验响应，采集方向盘转角和侧向加速度数据。
其中，转向机器人是针对车辆的转向系统施加特定动作的设备，主要是替代驾驶员完成较高精度的操作，用于在试验场测试车辆的瞬态操控性能，或者评估转向系统本身的性能。转向机器人的型号例如是ABD-SR60。惯性导航系统的型号例如是RT3002。
第三步103，依据所获得的方向盘转角和侧向加速度数据，建立车辆动力学模型。
建立车辆动力学模型的方式例如是通过最小二乘法。如图2所示，将驾驶员的脉冲输入信号δsw作为实车测试的输入信号，获得的输出信号ay是车辆的加速度响应信号，同时将驾驶员的脉冲输入信号δsw输入线性二自由度模型得到对应的加速度信号值通过减少ay和的误差值，优化线性二自由度模型的参数。
第四步104，验证车辆动力学模型。将设定的方向盘阶跃转角分别输入到车辆动力学模型中和实车阶跃开环试验中，如果车辆动力学模型中的加速度输出曲线和实车阶跃开环试验的加速度输出曲线重合，则证明车辆动力学模型准确。反之，则回到第二步102，重新获取方向盘转角和侧向加速度数据。
第五步105，建立人车路闭环仿真模型系统。人车路闭环仿真模型系统包括驾驶员模型参数、车辆动力学模型参数和道路信息。
建立人车路闭环仿真模型系统，首先需要建立驾驶员模型。驾驶员的动态特性包含驾驶员思考和执行两个阶段。参考图3，给出了考虑两个阶段的驾驶员模型，第一个阶段为驾驶员根据车辆反馈信息做出相应的动作，其意义是驾驶员对未来车辆的状态进行预测并适应车辆目前的状态从而控制车辆，通过误差分析法(硕士论文，程颖，基于误差分析法的驾驶员模型及其在ADAMS中的应用，2003)在给定任务下基于特定试验车辆来调节驾驶员的参数w1,w2,w3和w4，第二个阶段是驾驶员的命令执行阶段，主要是驾驶员执行环节的延迟时间，包含神经延迟和肌肉延迟1/(ths+1)。通过两个阶段的计算来模拟驾驶员的开车行为。
通过前述建立的驾驶员模型，结合已经获得的车辆动力学模型和道路信息，构建人车路闭环仿真模型系统。如图4所示，驾驶员根据车辆模型所输出的车辆响应反馈，车辆响应包括侧向位移y、侧向速度和侧向加速度结合输入通过驾驶员的预瞄环节p(s)转化的道路信息fe，优化计算出方向盘转角，将方向盘转角输入到车辆模型中，控制车辆行驶，形成一个人-车-路闭环仿真系统。
第六步106，对人车路闭环仿真模型进行仿真计算得到方向盘转角。
将蛇形(GB/T 6323-2014汽车操纵稳定性试验方法)/双移线(ISO3888-1-1999Passenger cars--Test track for a severe lane-change manoeuvre--Part 1:Double lane-change)等工况下的道路信息输入人车路闭环控制系统进行仿真计算得到方向盘转角。
第七步107，进行实车试验，采集车辆数据。将获得的方向盘转角输入转向机器人中进行实车试验，采集车辆操纵动力学性能参数。这里的车辆操纵动力学性能参数主要是指在试验场地上采集车辆的侧向加速度、横摆角速度、车速、方向盘转角，质心侧倾角等等。
在本步骤中，首先测量试验场地的风速和温度，保证试验场地的风速在5m/s以内，温度在5°～30°之间。根据车辆外形尺寸和质心位置信息按照蛇形/双移线的场地要求放置桩桶，采集标定场地空间坐标和试验车速，将理想方向盘转角输入到转向机器人中，将车辆速度控制在车速为40Km/h～100Km/h内进行实车试验，采集车辆数据。
优选的，在第二步102中，方向盘转角脉冲试验中的方向盘转角设定为90°～110°，时间为0.2S～0.5S，车速为40Km/h～100Km/h。
本发明的主要特点是充分考虑车辆、驾驶员和道路因素，依据开环试验辨识车辆模型，建立人车路闭环仿真模型系统，进而获得输入道路信息对应的方向盘转角，利用转向机器人实现车辆的闭环试验，最终获得车辆操纵动力学性能参数。
根据所获得的车辆操纵动力学性能参数，按照闭环评价的要求对试验数据进行分析和计算，可以得到车辆的操纵稳定性。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明。任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种车辆闭环试验方法，包括下述步骤：
第一步，检测试验场地环境要素；
第二步，实车脉冲开环试验，采集方向盘转角和侧向加速度数据；
第三步，建立车辆动力学模型；
第四步，验证车辆动力学模型，将设定的方向盘阶跃转角分别输入到实车阶跃开环试验和第三步得到的车辆动力学模型中，如果实车阶跃开环试验的加速度输出曲线和车辆动力学模型中的加速度输出曲线不重合，回到第二步；
第五步，建立人车路闭环仿真模型系统；
第六步，对人车路闭环仿真模型系统进行仿真计算得到方向盘转角；
第七步，根据第六步获得的方向盘转角，进行实车试验，采集车辆数据。
2.根据权利要求1所述的一种车辆闭环试验方法，其特征在于，在第二步实车脉冲开环试验中，选择方向盘转角脉冲试验。
3.根据权利要求2所述的一种车辆闭环试验方法，其特征在于，方向盘转角脉冲试验中的方向盘转角设定为90°～110°，时间为0.2S～0.5S，车速为40Km/h～100Km/h。
4.根据权利要求1所述的一种车辆闭环试验方法，其特征在于，在第四步验证车辆动力学模型中，选择方向盘阶跃转角试验。
5.根据权利要求1所述的一种车辆闭环试验方法，其特征在于，在第六步中，在人车路闭环仿真模型系统中输入蛇形/双移线工况下的道路信息。
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| CN113377079B (zh) * | 2021-05-28 | 2022-06-28 | 东风柳州汽车有限公司 | 试验样车里程管理系统及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004219338A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Mazda Motor Corp | 車両の操縦安定性評価装置及び車両の操縦安定性評価方法 |
| CN103640622A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-03-19 | 南京航空航天大学 | 一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法及控制系统 |
| CN103823929A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-28 | 北京理工大学 | 一种基于驾驶员模型的车辆转向系统性能测试方法 |
| CN103823382A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-28 | 浙江省科威工程咨询有限公司 | 一种基于车型和车速的换道轨迹优化及可视化实现方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004219338A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Mazda Motor Corp | 車両の操縦安定性評価装置及び車両の操縦安定性評価方法 |
| CN103640622A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-03-19 | 南京航空航天大学 | 一种基于驾驶员模型的汽车方向智能控制方法及控制系统 |
| CN103823929A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-28 | 北京理工大学 | 一种基于驾驶员模型的车辆转向系统性能测试方法 |
| CN103823382A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-28 | 浙江省科威工程咨询有限公司 | 一种基于车型和车速的换道轨迹优化及可视化实现方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 人-车-路闭环系统驾驶员模型参数辨识;郭孔辉等;《汽车工程》;20020215;第24卷(第1期);全文 * |
| 基于CarSim的整车动力学建模与操纵稳定性仿真分析;李志魁;《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）工程科技II辑》;20071015(第4期);第C035-3页正文27-83页 * |
| 复杂行驶工况下的驾驶员模型;曹建永;《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）工程科技II辑》;20070915(第3期);第C035-236页正文第33-61页 * |
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