用于车辆动力学实时仿真的转向力输入模型(4)

转向系统仿真计算程序,并嵌入吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室所开发的29自由度车辆模型中,完成了整车实时仿真环境的创建。3.1 转向撒手试验

对模型运行40km/h转向撒手试验,车体质心侧向加速度和车体横摆角速度的仿真结果与道路试验对比如图4和图5

所示。

图6 方向盘转角输入Fig.6 Steeringangleinput

图4 车体质心侧向加速度Fig.4 Lateralaccelerationof

body

图7 转向干摩擦试验曲线Fig.7 Steeringdryfriction

由仿真曲线可以看出,模型仿真结果与实车试验结果趋于一致。由于试验过程中由人工来转

图5 车体横摆角速度Fig.5 Yawanglevelocityofbody

动方向盘,转动的速度和规律很难保证象仿真输入那样理想,造成在数值上有一定的差别,但二者趋势上吻合较好,特别是在方向盘零转角附近、静摩擦力矩起作用阶段。运行上述两种工况的仿真时间和CPU计算时间对比如表1所示。 由表1可以看出,所建立的整车动力学模型完全能够满足实时仿真的要求。

表1 仿真时间和计算时间Table1 Simulationtime

工况转向撒手试验

计算机P42.0,256M内存

仿真时间/sCPU时间/s

4060

11.7915.60

从结果对比图分析,模型仿真结果与实车道路试验趋于一致,说明在驾驶员撒手方向盘自由的情况下,模型通过转向横拉杆的弹性变形和转向齿条的变位使左右转向轮自动协调其运动状态,能够较为准确地描述左右转向轮之间的耦合关系。

3.2 转向干摩擦试验

转向干摩擦试验方法:将汽车转向前轮置于具有刻度的滑台上,按试验载荷工况要求给前轮加载至所需垂直载荷,并使方向盘处于中间位置;将方向盘顺时针方向(或逆时针方向)打到底,然后再反方向打到底,最后回到中间位置,图6是方向盘转角随时间的变化历程。由于滑台的摩擦阻力很小,忽略不计,此时,在方向盘上施加的力矩即是转向系统的干摩擦力矩。

应用建立的整车动力学模型,对上述工况进行仿真试验,获得的方向盘转角与方向盘力矩关

转向干摩擦试验P42.0,256M内存

4 结束语

基于某车转向系统的具体结构,建立了计及转向横拉杆弹性和转向齿条动力学的转向力输入实时仿真模型,并移植到吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室所开发的29自由度车辆模型中,完成了整车实时仿真环境的创建。经过理论分析和模型试验仿真得出如下结论:

(1)仿真计算结果与试验数据吻合较好,说明