[發明專利]一種基于人體舒適程度的最優車輛參數獲取方法及系統

在審

• 申請號: 201911099996.5
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110968912A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 張杰;孔烜;王貴春;李思琪
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F17/13;G06F111/06
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發明公開了基于人體舒適程度的最優車輛參數獲取方法及系統，根據國際汽車平順性標準ISO2631構建人體的振動加速度計算方法，根據所述振動加速度計算方法和實驗心理學中的信號檢測理論構建煩惱率模型；獲取歷史數據中的車輛參數及其對應的車輛上人體的振動加速度構建振動加速度函數；根據所述煩惱率模型和振動加速度函數構建以車輛耗費的總價值最低和滿足預定的舒適程度標準為目標的優化模型；獲取待優化車輛的車輛參數、初始造價以及煩惱率作用下的經濟損失求解出所述優化模型的最優解，并根據所述最優解對應的優化曲線改進待優化車輛參數對應的車輛部件以實現在滿足預定的舒適程度標準的條件下，實現車輛耗費的總價值最低。

技術領域

本發明涉及工程結構設計理論與方法的技術領域，尤其涉及一種基于人體舒適程度的最優車輛參數獲取方法及系統。

背景技術

隨著以人為本理念的深入，人車路耦合振動對司乘人員舒適程度的影響是不容忽視的。車輛行駛平順性已經成為汽車研發的一項重要指標，決定著汽車市場的前景。因此，研究人車路耦合作用對路面的動力響應和人體舒適程度的影響有重要意義。

車輛在路面上行駛，因路面不平度會發生振動并引起路面結構的振動。而路面的振動又會反作用于車輛，加劇車輛的振動，使司乘人員舒適程度降低。人們對乘坐質量要求的不斷提高，促使人車路耦合振動及司乘人員舒適程度的研究日益受到重視。人車路耦合振動分析中，人體舒適程度評價的傳統做法是：計算出路面和車輛-人體的動力響應后，對司乘人員舒適程度的研究是以ISO2631-1:1997評價指標完成，沒有考慮人的主觀因素。

在相同路面、相同司乘人員作用的條件下，豪華客車的司乘人員相對于普通客車的司乘人員要更加的舒適，但是需要耗費高昂的成本，相對不經濟。因此，如何設置出又經濟又舒適的車輛已成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種基于人體舒適程度的最優車輛參數獲取方法及系統，通過在人體振動舒適程度的經濟優化設計方面，提出以煩惱率為基礎，構建以車輛參數自變量，以車輛耗費的總價值最低和滿足預定的舒適程度標準為目標的優化模型來求解待優化車輛的最優解，并根據最優解改進車輛設計，從而解決現有的車輛舒適度和經濟性不兼容的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

基于人體舒適程度的最優車輛參數獲取方法，包括以下步驟：

根據國際汽車平順性標準ISO2631構建人體的振動加速度計算方法，根據所述人體加速度計算方法和實驗心理學中的信號檢測理論構建反映振動加速度與舒適程度之間關系的煩惱率模型；獲取歷史數據中的車輛參數及其對應的車輛上人體的振動加速度構建反映車輛參數與車輛上的人體的振動加速度之間關系的振動加速度函數；

獲取歷史數據中車輛參數及其對應車輛的初始造價和煩惱率作用下的經濟損失，并根據所述煩惱率模型和振動加速度函數構建以車輛耗費的總價值最低和滿足預定的舒適程度標準為目標的優化模型；

獲取并根據待優化車輛所要達到的舒適程度標準求解所述優化模型的最優解，并根據所述最優解對應的優化曲線改進待優化車輛參數對應的車輛部件以實現在滿足預定的舒適程度標準的條件下實現車輛耗費的總價值最低。

優選的，所述車輛參數包括車輛的質量、剛度和阻尼任意一種或幾種的組合。

優選的，所述舒適程度標準為車輛上人的煩惱率小于預定的煩惱閾值，所述優化模型為：

式中，x表示車輛參數；a表示振動加速度；a(x)表示振動加速度函數，即為振動加速度a和車輛參數x之間的關系；C₀表示初始造價；C_D表示在煩惱率作用下的經濟損失；C_T表示耗費總費用；b為煩惱閾值。

優選的，所述煩惱閾值b的取值為5％。