整車仿真的各種試驗
1. Open-Loop Steering Events —— 開環轉向事件
1.1 Drift —— 漂移試驗
仿真時間>10s
分析過程前10s達到一種穩態狀況,即車輛達到期望的方向盤轉角、初始節氣門開度、初始速度值。
2 1~5s 方向盤轉角由初始值按類斜坡函數變化達到期望值;
2 5~10s 節氣門開度由0按指定斜率Throttle Ramp變化達到初始節氣門開度值;
2 10~End Time 節氣門開度仍然按Throttle Ramp變化。
1.2 Fish-Hook —— 魚鉤轉向
亦稱蛇行試驗,用以評估車輛轉向時的抗側傾穩定性。
重點考查的參數有:方向盤轉角、側向加速度、橫擺角速度、側傾角。
用以表征車輛頻域瞬態響應特性。
轉向系統輸入為正弦單脈沖的力、力矩、角度或位移,其中力和位移均是指加在齒條上的。
重點考查的參數有:側向加速度、時域與頻域內的側傾角速度及橫擺角速度。
1.4 Ramp-Steer —— 轉向斜坡輸入
用以表征車輛時域瞬態響應特性。
重點考查的參數有:方向盤轉角、橫擺角速度、車速、側向加速度。
1.5 Single Lane Change —— 單移線試驗
轉向系統輸入為經歷一個完整正弦變化的力、力矩、角度或位移。
1.6 Step Steer —— 轉向階躍輸入
用以表征車輛時域瞬態響應特性。
重點考查的參數有:方向盤轉角、橫擺角速度、車速、側向加速度。
1.7 Swept-Sine Steer —— 轉向正弦掃頻輸入
用以衡量車輛的頻率響應特性。
為評估車輛的瞬態特性,幅頻及相頻特性提供依據。
重點考查的參數有:方向盤轉角、側向加速度、橫擺角速度、側傾角。
2. Cornering Events —— 轉彎事件
2.1 Braking-In-Turn —— 轉彎制動
在日常駕駛遇到的各種情況中,轉彎制動是最重要的分析內容之一。
用以考查轉彎制動過程中路徑和方向的偏離。
相應的繪圖配置文件mdi_fva_bit.plt
Steering Input選項:
2 Lock steering while braking —— 指示驅動裝置控制器維持方向盤轉角不變。使用該選項進行仿真分析,旨在研究在方向盤固定的制動過程中車輛的行駛軌跡。屬開環系統分析。
2 Maintain radius while braking ——指示驅動裝置控制器維持期望轉彎半徑。使用該選項進行仿真分析,旨在研究為維持某一路徑駕駛員的操縱行為。關心的具有代表性的參數值包括方向盤轉角和方向盤上施加的力矩。屬閉環系統分析。
典型分析結果包括:側向加速度、轉彎半徑的變化、橫擺角隨縱向減速度的變化。
2.2 Constant-Radius Cornering —— 定半徑轉彎
亦稱穩態回轉試驗,用以評定整車的不足轉向特性。
車輛先駛過一段平直路面,隨后駛入圓周試驗軌道,逐漸增大速度以積累側向加速度。
2.3 Cornering w/Steer Release —— 方向盤撒手轉彎
亦稱轉向回正試驗。車輛首先完成一個動態定半徑轉彎,以達到指定條件(半徑與縱向速度,或縱向速度與側向加速度)。經歷這個穩態的預先階段后,解除方向盤閉環控制信號,執行方向盤撒手試驗仿真。
重點考查的參數有:路徑偏移量、橫擺特性參數、方向盤測量參數、側傾角、側傾角速度及側滑角。
2.4 Lift-Off Turn-In —— 松油門轉彎
用以考查轉彎過程中突然松掉油門并額外施加一個方向盤斜坡輸入導致的路徑及方向的偏離程度。
車輛經歷兩個顯著不同的階段:
2 轉彎預先階段:ADAMS/Car采用準靜態計算把車輛設定在確切的初始條件--給定轉彎半徑的期望側向加速度下。
2 松油門轉彎階段:轉向系統以指定的轉向變化率從上一階段的最終值開始改變。節氣門開度信號設為0;離合器可設為結合、分離狀態。
重點考查的參數有:側向加速度、轉彎半徑的變化、橫擺角隨縱向減速度的變化。
2.5 Power-Off Cornering —— 發動機熄火轉彎
用以考查發動機熄火對車輛方向穩定性的影響(穩態圓周運動只受發動機熄火的擾動)。
側向加速度和圓周軌道半徑共同定義了初始條件。注意,變化的顯著程度隨圓周軌道的圓半徑遞減。車輛在達到初始的穩態驅動條件后,轉向信號保持恒定,并用一階躍信號釋放加速踏板。將加速踏板釋放的時刻作為發動機熄火的初始時刻,該時刻可通過用戶自定義。
重點考查的參數有:偏駛角及縱向減速度的變化量、側滑角、橫擺角與角速度。
3. Straight-Line Events —— 直線行駛事件
3.1 Acceleration —— 加速試驗
用以輔助分析車輛的俯仰運動特性。
對于開環模式,驅動裝置按用戶輸入的速率從零開始改變節氣門開度;對于閉環模式,用戶可指定一具體的縱向加速度值。方向盤輸入有三個選項可供選擇:free(自由狀態)、locked(鎖止狀態),straight-line(控制方向盤使車輛盡量保持直線行駛),默認為straight-line。
3.2 Braking —— 制動試驗
用以輔助分析車輛制動過程中的俯仰運動特性。
對于開環模式,驅動裝置按用戶輸入的速率從零開始改變制動輸入;對于閉環模式,用戶可指定一具體的縱向減速度值。方向盤輸入有三個選項可供選擇:free(自由狀態)、locked(鎖止狀態),straight-line(控制方向盤使車輛盡量保持直線行駛),默認為straight-line。
3.3 Power-Off Straight Line —— 發動機熄火直線行駛
用以分析直線行駛過程中突然松開油門踏板引起的操縱穩定性方面的問題。
松開油門踏板以后的過程中可選擇是否壓下離合器踏板,若鉤選了Disengage Cluch during Power-Off項,還要相應地指定離合器動作的延遲時間及壓下離合器踏板所需的時間。
車輛經歷兩個顯著不同的階段:
2 準靜態調整階段:車輛設定為直線行駛狀態,來反映縱向初速度條件。
2 發動機熄火階段:產生一階躍的節氣門開度信號,使節氣門開度降到0。
重點考查的參數有:偏駛角、縱向減速度。
4. Course Events —— 行駛路線事件
4.1 ISO Lane Change —— ISO路線行駛
縱向控制器使車輛行駛速度保持在期望值,側向控制器控制轉向系統使車輛保持沿期望的ISO指定路線行駛。
4.2 3D Road —— 三維路面行駛
車輛穿越一段帶有障礙或包含某些典型特征的三維路面。路面譜文件.rdf被輪胎子系統用來計算地面接觸力/力矩,同時.rdf文件還被側向控制器調用。
5. Quasi-Static Maneuvers —— 準靜態操縱
5.1 Quasi-Static Constant Radius Cornering —— 準靜態定半徑轉彎
2 采用力-力矩方法來平衡每一步長時間的靜態力;
2 提供比相應動態仿真更快捷的解決方案,但該分析不考慮瞬態效應,例如變速器換檔情形;
2 有益于探索車輛受縱向和橫向加速度復合影響下的極限操縱性能;
2 不同于前面轉彎事件中的“定半徑轉彎”分析,這里將轉彎半徑固定而改變縱向速度。
Desired Long Acc (G's) :典型車輛的縱向加速度可以在0.2~0.5g范圍任意改變。
Final Lateral Accel (G's):典型車輛的側向加速度可以在0.4~1.0g范圍任意改變。
5.2 Quasi-Static Constant Velocity Cornering —— 準靜態恒速轉彎
2 采用力-力矩方法來平衡每一步長時間的靜態力;
2 提供比相應動態仿真更快捷的解決方案,但該分析不考慮瞬態效應,例如變速器換檔情形;
2 有益于探索車輛受轉彎半徑減小和縱向加速度復合影響下的極限操縱性能;
2 不同于前面轉彎事件中的“定半徑轉彎”分析,這里的轉彎半徑是不固定的。
5.3 Quasi-Static Force-Moment Method —— 準靜態力-力矩方法
用以評估車輛的操縱穩定性。
在整個分析過程中,車輛保持恒定的縱向速度,不同的側滑角和方向盤轉角。通過圖表的形式可以呈現準靜態力-力矩的分析結果,同時也可以描述車輛對特定行駛工況的操縱潛能。
2 描述一典型試驗,車輛約束在傳送帶試驗裝置上;
2 基于假設:車輛主要的穩定性和控制特性可通過施加在上面的穩態力和力矩的研究獲得。
5.4 Quasi-Static Straight-Line Acceleration —— 準靜態直線加速
采用靜態求解器來執行若干多個靜態分析,每相鄰兩個靜態分析之間相差一個時間步長,隨著時間步長的增大,直線行駛加速度/減速度也相應的增大。此類分析采用力-力矩方法來平衡每一步長時間的靜態力,提供比相應動態仿真更快捷的解決方案,但該分析不考慮瞬態效應,例如變速器換檔情形。
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