[发明专利]一种两轴电驱车辆多体系统动力学模型建立方法

说明书

本申请公开了一种两轴电驱车辆多体系统动力学模型建立方法，该方法具有模块化设计、实时性及拓展性强、可适用于电驱车辆纵向、横向及垂向运动控制的特点，根据车辆动力学原理并结合车辆电驱机制，确定了模型中各模块架构及动力学参数耦合机理。通过实车试验利用传感器采集数据验证了本发明中所涉及的电驱车辆动力学模型的准确性和有效性，为电动汽车运动控制系统开发中的仿真模型搭建环节、电动车辆多工况下的操纵稳定性及行驶平顺性快速分析创造了有利条件，具有较高的推广及应用价值。

技术领域

本申请涉及车辆动力学技术领域，尤其涉及一种针对两轴电驱动车辆的多体系统动力学模型建立方法。

背景技术

伴随着车辆电动化及智能化技术的快速革新，人们对于电驱车辆的智能化水平及整车性能需求也不断提高，为电驱车辆配备高级辅助驾驶系统(ADAS)及主动悬架系统逐渐成为一种发展趋势而上述系统的开发通常需要高精度电驱车辆多体系统动力学模型的支撑，并在其基础之上进行纵向、横向及垂向运动控制算法的开发仿真和应用。目前市场主流的基于总成特性或基于总成结构的车辆动力学商业软件存在着动力学模型输入输出接口受限、价格昂贵、所需车辆参数繁多、联合仿真调试流程繁琐、模型仿真准确性及实时性难以同时满足、不开源、可拓展性差等缺点，且大多数软件目前仅支持传统车辆结构，并没有针对纯电动车辆或增程式混合动力车辆等电驱车型及其运动控制开发进行优化和完善，难以满足广大技术人员对于具有较高精度的电驱车辆多体系统动力学模型的应用需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种两轴电驱车辆多体系统动力学模型建立方法。

第一方面，本发明提供了一种两轴电驱车辆多体系统动力学模型建立方法，所述方法包括：

建立目标电动车辆的惯性坐标系、车身坐标系、电动轮坐标系、车轮间坐标系；

构建多轮相干路面激励模型，利用所述多轮相干路面激励模型输出目标电动车辆各轮所受路面激励；

基于所述车身坐标系搭建可用于车辆垂向运动控制的车辆可控悬架系统七自由度动力学模型，利用所述车辆可控悬架系统七自由度动力学模型输出各胎所受垂向载荷、车辆质心垂向加速度、车辆俯仰及侧倾姿态信息；

搭建车辆加速制动系统模型，利用所述车辆加速制动系统模型输出所述目标电动车辆的各车轮的制动力矩及驱动力矩；

基于所述电动轮坐标系和所述车轮间坐标系搭建车辆电动轮动力学模型，利用所述车辆电动轮动力学模型输出所述目标电动车辆的各个车轮的纵向力、侧偏力和回正力矩；

基于所述车身坐标系搭建车辆可控操纵系统七自由度模型，利用所述车辆可控操纵系统七自由度模型输出所述目标电动车辆的纵横向位移、速度、加速度及横摆姿态信息。

第二方面，本申请提供了一种两轴电动车辆多体系统动力学模型建立装置，其特征在于，所述装置包括：

坐标系建立单元，用于建立目标电动车辆的惯性坐标系、车身坐标系、电动轮坐标系、车轮间坐标系；

第一模型单元，构建多轮相干路面激励模型，利用所述多轮相干路面激励模型输出所述目标电动车辆的各轮所受路面激励；

第二模型单元，用于基于所述车身坐标系搭建车辆可控悬架系统七自由度动力学模型，利用所述车辆可控悬架系统七自由度动力学模型输出各胎所受垂向载荷、车辆质心垂向加速度、车辆俯仰及侧倾姿态信息。

第三模型单元，用于搭建车辆加速制动系统模型，利用所述车辆加速制动系统模型输出所述目标电动车辆的各车轮的制动力矩及驱动力矩；

第四模型单元，用于基于所述电动轮坐标系和所述车轮间坐标系搭建车辆电动轮动力学模型，利用所述车辆电动轮动力学模型输出所述目标电动车辆的各个车轮的纵向力、侧偏力和回正力矩；