用于车辆动力学实时仿真的转向力输入模型

第38卷 第6期2008年11月

吉林大学学报(工学版)

JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)

Vol.38 No.6 Nov.2008

用于车辆动力学实时仿真的转向力输入模型

管 欣1,王 鹏1,2,詹 军1,吴振昕1

(1.吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春130022;2.一汽 大众汽车有限公司产品工程部,长春130011)

摘 要:基于某样车转向系统的具体结构,建立了考虑转向系统弹性和转向齿条动力学的转向力输入实时仿真模型。模型构建了由左右转向轮轴、左右横拉杆和转向齿条组成的完备动力学系统。建立起动、静两种摩擦状态下转向系统干摩擦的求解算法,较好地描述了转向系统干摩擦内在的非线性特性。仿真结果表明,所建模型能够较准确地模拟车辆的转向性能,描述转向干摩擦力学特性,满足实时性仿真要求,在车辆动力学的仿真分析中具有应用价值。关键词:车辆工程;车辆动力学;转向系统模型;动静摩擦力;实时仿真

中图分类号:U461.1 文献标识码:A 文章编号:1671 5497(2008)06 1257 05

Steeringforceinputmodelforreal timesimulationofvehicledynamics

GUANXin1,WANGPeng1,2,ZHANJun1,WUZhen xin1

(1.StateKeyLaboratoryofAutomobileDynamicSimulation,JilinUniversity,Changchun130022,2.DepartmentofProductEngineering,FAW VolkswagenAutomotiveCompany,Changchun130011,China)

China;

Abstract:Takingtherealsteeringsystemstructureasreference,asteeringforceinputmodelwasestablishedinconsiderationofthesteeringsystemelasticityandthesteeringrackdynamics.Themodelisacompletedynamicssystemincludingtheleftandrightsteeringwheelaxles,leftandrighttrackrodsandthesteeringrack.Thesolutionalgorithmofsteeringsystemdryfrictionunderslip stickfrictionconditionswasdevelopedtodescribebetterthenonlinearityofthesteeringsystem.Thesimulationresultsindicatedthatthesuggestedmodelcansimulateaccuratelythevehiclesteeringperformance,describethemechanicalcharacteristicsofdryfrictioninthesteeringsystem.Itissuitableforreal timesimulationandhaspracticalvalueinvehicledynamicsstudy.

Keywords:vehicleengineering;vehicledynamics;steeringsystemmodel;slip stickfriction;real timesimulation

汽车动态仿真技术是汽车设计和开发过程中的一项关键技术,目前已经被广泛应用于汽车性能模拟、软件在环和硬件在环测试、载荷模拟等领域。在车辆和发动机的开发过程中,无论要进行全系统软件离线仿真,还是要进行快速控制原形开发,或者是进行硬件在环回路仿真,一个实时、

精确且使用方便的模型是必不可少的基础。转向操纵方式按驾驶员输入指令的不同分为:转向角输入和转向力输入,相应地,转向系统模型也有角输入模型和力输入模型两种

[1]

。以往

所建立的实时仿真模型和常用动力学仿真软件(如Carsim、ADAMS/RT CAR)多是角输入模

收稿日期:2007 07 19.

基金项目: 863 国家高技术研究发展计划项目(2006AA110102);吉林省科技发展项目(20076029).

作者简介:管欣(1961 ),男,教授,博士生导师.研究方向:汽车动态仿真与控制.E mail:guan.hsin@