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1、第21卷第8期系统仿真学报©Vol.21No.82009年4月JournalofSystemSimulationApr.,2009基于汽车系统动力学的虚拟驾驶仿真模型研究121111柴山，荆旭，王龙江，王树凤，刚宪约，焦学键(1.山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博255049；2.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：基于汽车系统动力学建立了一种包括发动机模型、传动系模型、离合器模型、制动系模型、汽车行驶速度模型、转向系模型的仿真模型。基于以上模型开发的汽车虚拟驾驶仿真系统可以准确地模拟汽车在起步、加速、转向以及制动等各种行驶工况的状态以
2、及汽车的各种动力学响应。以上模型为汽车虚拟驾驶仿真系统提供了完整的汽车系统动力学模型，同时，该模型也可进一步应用于汽车的数字化设计，检验汽车的动力学性能。关键词：系统动力学；仿真；模拟驾驶；动力学模型；汽车中图分类号：U461.1文献标识码：A文章编号：1004-731X(2009)08-2281-04StudyofVirtualDrivingSimulationModelBasedonVehicleSystemDynamics121111CHAIShan,JINGXu,WANGLong-jiang,WANGShu-feng,GANGXian-yue,JIA
3、OXue-jian(1.SchoolofTransportationandVehicleEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,China;2.SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Basedonvehiclesystemdynamics,anautomobileemulateddrivingmodelwasestablished,whichincludes
4、enginemodel,speedmodel,transmissionsystemmodel,clutchmodel,brakesystemmodelandsteeringsystemmodel.Basedontheabovemodel,thedevelopmentofvehiclevirtualdrivingsimulationsystemcouldaccuratelysimulatevehiclestatesofvariousdrivingconditionssuchasstarting,accelerating,turning,brakingandra
5、mpdrivingandvehicledynamicresponse.Theabovemodelhasprovidedacompletevirtualvehicledynamicsmodelforvehicledrivingsimulationsystem.Furthermore,thismodelcanalsobeusedforautomobiledigitaldesign,testingthevehicledynamicperformance.Keywords:systemdynamics;simulation;emulateddriving;dynam
6、icsmodel;automobile1引言1汽车动力学模型汽车驾驶模拟系统中要求仿真的内容很多，其中汽车动1.1发动机模型力学仿真模型的建立是一项非常重要的内容。要做好汽车动发动机的外特性曲线是研究发动机动力性的主要依据，力学仿真，建立正确的汽车动力学模型是关键。文献[1]提出为了描述发动机的输出特性，最常用的方法就是根据发动机结构简化的汽车速度和方向控制模型，对模拟驾驶的仿真结的实验数据，采用多项式拟合发动机的稳态转矩与转速之间构和学员操作的逻辑判断进行了讨论，通过对操纵机构输入的关系曲线。一般采用三次多项式就可以达到满意的精度，的线性化处理得到汽车行驶
7、的仿真模型。文献[2]采用动力学其公式为：和运动学分析方法对汽车所受的力进行研究，得出其动力方23Mee=+++aa01na2nae3ne(1)程，给出了基于动力学分析的驾驶模拟运动仿真算法。上述式中，ai为转矩与转速关系拟合系数，与油门开度有关汽车行驶仿真模型和运动仿真算法在模拟驾驶过程中存在(i=0,1,2,3)；ne为发动机转速(r/min)；Me为发动机转矩“交互性”不强的问题，主要原因是动力学模型较为简化，如(N⋅m)。不能很好地模拟汽车起步过程中汽车车身运动和发动机运为了得到在不同油门开度下的发动机输出转矩，在实验转速度的变化情况。中将汽车的油门
8、开度分为N+1个不同的固定油门开度值本文基于汽车系统
