整车模型齿条位置的验证方法和装置与流程 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本技术涉及汽车设计技术领域，具体涉及一种整车模型齿条位置的验证方法和装置。背景技术：2.整车在设计时需要对各模型(例如车辆模型、转向模型等)进行单独设计，以使各模型满足设计需要，当各模型设计完成后，需要将各模型安装在车辆上进行路试，以通过验证齿条位置和驾驶员操作手感，进而验证整车模型的稳定性和安全性。3.但是将各模型安装在车辆上进行路试，可能存在路试后不满足稳定性安全性要求的情况，此时需要将相关模型进行拆解后重新调整，增加了验证时间。技术实现要素：4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术提供一种整车模型齿条位置的验证方法和装置，以解决上述技术问题。5.本技术提供的一种整车模型齿条位置的验证方法，包括：6.获取整车模型的当前时刻参数、整车模型的传递函数以及预设目标偏差，所述传递函数用于表征方向盘扭矩与齿条位置的关系，所述整车模型搭建在测试台架上；7.根据所述当前时刻参数确定第一齿条位置；8.根据所述整车模型传递函数以及所述当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置；9.基于所述第一齿条位置、所述第二齿条位置以及所述预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证。10.于本发明一实施例中，所述根据所述当前时刻参数确定第一齿条位置，包括：11.根据所述当前时刻参数中的转向参数确定齿条计算位置；12.根据所述齿条计算位置以及所述当前时刻参数中的整车参数确定所述第一齿条位置。13.于本发明一实施例中，所述根据所述当前时刻参数中的转向参数确定齿条计算位置，包括：14.根据所述当前时刻参数中的转向参数以及转向公式，确定所述齿条计算位置，所述转向公式包括：[0015][0016]其中，所述it为方向盘转动惯量，所述w为方向盘角度，所述k为方向盘到转向机的刚度，所述i为齿条到方向盘的传动比，所述x1为所述齿条计算位置，所述dt为管柱阻尼，d为方向盘刚度，t为驾驶员手力矩。[0017]于本发明一实施例中，所述当前时刻参数中的整车参数包括转向机质量，轮胎与齿条的第一系数，方向盘惯量，所述整车模型中同侧前轮与后轮的距离，车辆速度，轮胎与齿条的第二系数，车辆的质量，车辆重心与地面的距离，车轮的质量，齿条干扰力。[0018]于本发明一实施例中，所述根据所述齿条计算位置以及所述当前时刻参数中的整车参数确定所述第一齿条位置，包括：[0019]根据所述齿条计算位置、所述当前时刻参数中的整车参数以及整车模型公式，确定所述第一齿条位置，所述整车模型公式包括：[0020][0021]其中，所述ms为转向机的质量，所述x1为所述齿条计算位置，所述c为轮胎与齿条的第一系数，所述i为方向盘惯量，所述l为所述整车模型中同侧前轮与后轮的距离，所述v为车辆速度，所述c2为轮胎与齿条的第二系数，所述x2为所述第一齿条位置，所述mv为车辆的质量，所述lr为车辆重心与地面的距离，所述mw为车轮的质量，所述fd为齿条干扰力。[0022]于本发明一实施例中，所述基于所述第一齿条位置、所述第二齿条位置以及所述预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证，包括：[0023]确定所述第一齿条位置与所述第二齿条位置之间的位置差值；[0024]当所述位置差值小于或等于所述目标偏差时，确定所述整车模型的齿条位置验证成功；[0025]当所述位置差值大于所述目标偏差时，确定所述整车模型的齿条位置验证失败。[0026]于本发明一实施例中，所述整车模型包括转向模型、车辆模型、整车集成单元以及电子控制单元。[0027]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种整车模型齿条位置的验证装置，包括：[0028]获取模块，用于获取整车模型的当前时刻参数、整车模型的传递函数以及预设目标偏差，所述传递函数用于表征方向盘扭矩与齿条位置的关系，所述整车模型搭建在测试台架上；[0029]第一确定模块，用于根据所述当前时刻参数确定第一齿条位置；[0030]第二确定模块，用于根据所述整车模型传递函数以及所述当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置；[0031]验证模块，用于基于所述第一齿条位置、所述第二齿条位置以及所述预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证。[0032]于本发明一实施例中，所述第一确定模块包括：[0033]第一确定单元，用于根据所述当前时刻参数中的转向参数确定齿条计算位置；[0034]第二确定单元，用于根据所述齿条计算位置以及所述当前时刻参数中的整车参数确定所述第一齿条位置。[0035]于本发明一实施例中，所述第一确定单元还用于：[0036]根据所述当前时刻参数中的转向参数以及转向公式，确定所述齿条计算位置，所述转向公式包括：[0037][0038]其中，所述it为方向盘转动惯量，所述w为方向盘角度，所述k为方向盘到转向机的刚度，所述i为齿条到方向盘的传动比，所述x1为所述齿条计算位置，所述dt为管柱阻尼，d为方向盘刚度，t为驾驶员手力矩。[0039]如上所述，本技术提供的一种整车模型齿条位置的验证方法和装置，具有以下[0040]有益效果：[0041]本技术中的一种整车模型齿条位置的验证方法，该方法通过获取整车模型的当前时刻参数、整车模型的传递函数以及预设目标偏差，并根据当前时刻参数确定第一齿条位置，根据整车模型传递函数以及当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置，最后可以基于第一齿条位置、第二齿条位置以及预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证。由于传递函数可以表征方向盘扭矩与齿条位置的关系，也即是可以根据传递函数确定理论的第二齿条位置，并根据当前时刻参数确定实际的第一齿条位置，之后可以根据第一齿条位置与第二齿条位置进行齿条位置的验证，且由于整车模型搭建在测试台架上，可以在台架测试阶段对整车模型的齿条位置进行验证，避免验证失败后对整车模型的拆解调试，可以达到减少验证时间的效果。[0042]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。附图说明[0043]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：[0044]图1是本技术的一示例性实施例示出的整车模型齿条位置的验证方法的流程图；[0045]图2是本技术的一示例性实施例示出的齿条位置随车速变化的示意图；[0046]图3是本技术的一示例性实施例示出的整车模型系统的框图；[0047]图4是本技术的一示例性实施例示出的整车模型齿条位置的验证装置的框图。具体实施方式[0048]以下将参照附图和优选实施例来说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本技术，而不是为了限制本技术的保护范围。[0049]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。[0050]在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本技术实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本技术的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本技术的实施例难以理解。[0051]请参阅图1，图1是本技术的一示例性实施例示出的整车模型齿条位置的验证方法的流程图。参考图1可以看出，该整车模型齿条位置的验证方法可以包括：[0052]步骤s110，获取整车模型的当前时刻参数、整车模型的传递函数以及预设目标偏差。[0053]其中，传递函数用于表征方向盘扭矩与齿条位置的关系，整车模型搭建在测试台架上。[0054]在本技术的一个实施例中，在对整车模型的齿条位置进行验证时，可以获取整车模型的当前时刻参数，整车模型的传递函数以及预设目标偏差。整车模型的当前时刻参数可以根据整车台架测试时的车辆速度以及方向盘扭矩进行确定。本技术中的整车模型齿条位置的验证方法在台架上进行验证，也即是可以在各模型设计完成后，将整车模型在台架上进行齿条位置验证，避免将各模型布置在车辆时，验证失败后模型调整耗时较多的情况发生。本技术实施例中，可以通过电动助力转向(electric power steering，eps)系统对车辆提供辅助转矩以辅助车辆进行转向。[0055]在本技术的一个实施例中，预设目标偏差可以由操作人员根据实际情况进行设置，也即是偏差可以为操作人员在握持方向盘进行转向时感觉可以接受的齿条位置偏差值。[0056]在本技术的一个实施例中，整车模型可以等价为一个二阶闭环系统，可以根据整车模型的固有参数确定二阶闭环系统的传递函数。二阶闭环系统的传递函数可以为：[0057][0058]在本技术的一个实施例中，整车模型可以包括转向模型、车辆模型、整车集成单元(vehicle integrated/integration unit，viu)以及电子控制单元(electronic control unit，ecu)。车辆模型可以包括方向盘、转向机、电机、转向齿条、拉杆以及轮胎等。转向模型可以包括方向盘、转向机、轮胎等。转向机通过电机控制的力矩，传递到拉杆，最终传递到轮胎。轮胎受到地面的摩擦力矩，传递到拉杆，拉杆传递到转向机，最终影响电机扭矩。[0059]步骤s120，根据当前时刻参数确定第一齿条位置。[0060]在本技术的一个实施例中，可以根据当前时刻参数确定第一齿条位置。[0061]在一示例性实施例中，步骤s120根据当前时刻参数确定第一齿条位置的过程，可以包括步骤s121和步骤s122。[0062]步骤s121，根据当前时刻参数中的转向参数以及转向公式，确定齿条计算位置。[0063]在本技术的一个实施例中，可以将转向模型等价为一个质量弹簧阻尼模型，进而确定转向公式包括：[0064][0065]其中，it为方向盘转动惯量，w为方向盘角度，k为方向盘到转向机的刚度(转向管柱刚度+中间轴刚度)，i为齿条到方向盘的传动比，x1为齿条计算位置，dt为管柱阻尼，d为方向盘刚度，t为驾驶员手力矩。为x1对时间的一阶导，为w对时间的一阶导，为w对时间的二阶导。[0066]在本技术的一个实施例中，当前时刻参数中的转向参数可以包括方向盘转动惯量，方向盘角度，方向盘到转向机的刚度，齿条到方向盘的传动比，管柱阻尼，方向盘刚度，驾驶员手力矩。[0067]在本技术的一个实施例中，可以向转向模型施加方向盘干扰力(也即是模拟不同路面颠簸状态对方向盘的干扰)，进而改变方向盘角度和驾驶员手力矩，模拟不同的工况。[0068]步骤s122，根据齿条计算位置、当前时刻参数中的整车参数以及整车模型公式，确定第一齿条位置。[0069]整车模型公式包括：[0070][0071]其中，ms为转向机的质量，x1为齿条计算位置，c为轮胎与齿条的第一系数，i为方向盘惯量，l为整车模型中同侧前轮与后轮的距离，v为车辆速度，c2为轮胎与齿条的第二系数，x2为第一齿条位置，mv为车辆的质量，lr为车辆重心与地面的距离，mw为车轮的质量，fd为齿条干扰力。为x1对时间的二阶导，为x2对时间的一阶导，为x2对时间的二阶导。[0072]在本技术的一个实施例中，可以表示根据齿条计算位置确定得到的齿条力，可以表示轮胎传递到齿条的力，可以表示惯性力。[0073]在本技术的一个实施例中，可以对整车模型中的车辆模型施加确定的干扰力(也即是齿条干扰力)，以验证整车模型的稳定性。[0074]在本技术的一个实施例中，可以将应力传感器设置在轮胎和齿条上，在轮胎上施加一个力，得到轮胎力以及齿条力，可以将齿条力与轮胎力的商作为轮胎与齿条的第一系数。[0075]在本技术的一个实施例中，可以通过传感器确定轮胎受到的摩擦力以及该摩擦力作用到齿条的力，可以将该摩擦力作用到齿条的力与轮胎受到的受到的摩擦力的商作为轮胎与齿条的第二系数。[0076]在本技术的一个实施例中，当前时刻参数中的整车参数包括转向机质量，轮胎与齿条的第一系数，方向盘惯量，整车模型中同侧前轮与后轮的距离，车辆速度，轮胎与齿条的第二系数，车辆的质量，车辆重心与地面的距离，车轮的质量，齿条干扰力。[0077]步骤s130，根据整车模型传递函数以及当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置。[0078]在本技术的一个实施例中，可以根据整车模型传递函数以及当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置。[0079]步骤s140，基于第一齿条位置、第二齿条位置以及预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证。[0080]在本技术的一个实施例中，可以根据第一齿条位置、第二齿条位置以及目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证，以确定整车模型的设计是否符合设计要求，也即是整车模型是否可以以输入的当前方向盘扭矩获得正确转向的齿条位置。[0081]在一示例性实施例中，步骤s140基于第一齿条位置、第二齿条位置以及预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证的过程，可以包括步骤s141至步骤s143。[0082]步骤s141，确定第一齿条位置与第二齿条位置之间的位置差值。[0083]其中，位置差值可以为第一齿条位置与第二齿条位置之间的差值的绝对值。[0084]在本技术的一个实施例中，可以确定第一齿条位置与第二齿条位置之间的位置差值。第一齿条位置可以根据整车模型参数确定，第二齿条位置可以根据整车模型的传递函数确定。[0085]步骤s142，当位置差值小于或等于目标偏差时，确定整车模型的齿条位置验证成功。[0086]在本技术的一个实施例中，当位置差值小于或等于目标偏差时，整车模型的各参数符合设计要求，可以确定整车模型的齿条位置验证成功。齿条可以为转向齿条。[0087]步骤s143，当位置差值大于目标偏差时，确定整车模型的齿条位置验证失败。[0088]在本技术的一个实施例中，当位置差值大于目标偏差时，整车模型的各参数不符合设计要求，可以确定整车模型的齿条位置验证失败，操作人员需要对整车模型的参数进行调整，以使整车模型的齿条位置验证成功。[0089]如图2所示，其为本技术一示例性实施例提供的齿条位置随车速变化的示意图。根据电机的性能进行标定，横坐标刻度从左向右递增，纵坐标刻度从下往上递增，齿条位置可以随车速的增加而减小。齿条的速度(齿条位置对时间的一阶导数)与车速的关系，齿条的加速度(位置对时间的二阶导数)与车速的关系，都可以与图2所示的齿条位置与车速的变化趋势一致。[0090]图3是本技术一示例性实施例提供的一种整车模型系统的框图。[0091]综上所述，本技术实施例的方法通过获取整车模型的当前时刻参数、整车模型的传递函数以及预设目标偏差，并根据当前时刻参数确定第一齿条位置，根据整车模型传递函数以及当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置，最后可以基于第一齿条位置、第二齿条位置以及预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证。由于传递函数可以表征方向盘扭矩与齿条位置的关系，也即是可以根据传递函数确定理论的第二齿条位置，并根据当前时刻参数确定实际的第一齿条位置，之后可以根据第一齿条位置与第二齿条位置进行齿条位置的验证，且由于整车模型搭建在测试台架上，可以在台架测试阶段对整车模型的齿条位置进行验证，避免验证失败后对整车模型的拆解调试，可以达到减少验证时间的效果。[0092]图4是本技术的一示例性实施例示出的整车模型齿条位置的验证装置的框图。[0093]如图4所示，该示例性的整车模型齿条位置的验证装置400包括：[0094]获取模块410，用于获取整车模型的当前时刻参数、整车模型的传递函数以及预设目标偏差，传递函数用于表征方向盘扭矩与齿条位置的关系，整车模型搭建在测试台架上。[0095]第一确定模块420，用于根据当前时刻参数确定第一齿条位置。[0096]第二确定模块430，用于根据整车模型传递函数以及当前时刻参数中的当前方向盘扭矩，确定第二齿条位置。[0097]验证模块440，用于基于第一齿条位置、第二齿条位置以及预设目标偏差对整车模型的齿条位置进行验证。[0098]在另一示例性实施例中，第一确定模块可以包括：[0099]第一确定单元，用于根据当前时刻参数中的转向参数确定齿条计算位置；[0100]第二确定单元，用于根据齿条计算位置以及当前时刻参数中的整车参数确定第一齿条位置。[0101]在另一示例性实施例中，第一确定单元还可以用于：[0102]根据当前时刻参数中的转向参数以及转向公式，确定齿条计算位置，转向公式包括：[0103][0104]其中，it为方向盘转动惯量，w为方向盘角度，k为方向盘到转向机的刚度，i为齿条到方向盘的传动比，x1为齿条计算位置，dt为管柱阻尼，d为方向盘刚度，t为驾驶员手力矩。[0105]需要说明的是，上述实施例所提供的整车模型齿条位置的验证装置与上述实施例所提供的整车模型齿条位置的验证方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的整车模型齿条位置的验证装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。[0106]附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。[0107]描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。[0108]上述实施例仅示例性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。









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