trucksim自带的双移线工况原理

基于Trucksim整车 *** 纵稳定性仿真分析研究

章雪华，石柏军，李 岩

(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东 广州 510640)

摘要：以整车的 *** 纵稳定性为研究目标，基于Trucksim建立某款改装专用车整车模型，依据国家标准GB/T 6323—2014和ISO标准对其进行仿真试验。依据仿真结果对 *** 纵稳定性影响较大的质心高度、质心距前轴的距离、悬架系统的侧倾刚度等参数进行了优化，结果表明降低质心高度、减小质心距前轴的距离、适当提高悬架系统的侧倾刚度能提高整车的 *** 纵稳定性。

关键词：专用车； *** 纵稳定性；Trucksim；参数化建模；仿真；优化

随着道路条件的改善和汽车速度的不断提高，人们对汽车主动安全性能的要求越来越高，汽车行驶的安全性日益成为人们关注的焦点[1]。汽车的 *** 纵稳定性作为汽车安全重要的性能之一，不仅影响汽车驾驶的 *** 纵方便程度，而且也是决定汽车高速安全行驶的一个主要性能，被人们称为“高速车辆的生命线”。

传统的对于汽车 *** 纵稳定性的研究是先生产出样车并进行相关试验，然后对试验数据进行分析，发现样车设计存在的问题，修改设计参数后再重复上述过程，直至满意为止。但是随着市场竞争日趋激烈，厂家需要对市场的需求做出快速的响应，传统的研究方法早已不能满足需要。随着计算机技术的快速发展，越来越多的汽车生产厂家引入虚拟样机技术，结合物理样机测试不仅能验证所建立模型的可信度，而且在产品开发过程中减少大量的物理样机测试，缩短了开发周期，大大降低了开发成本。

Trucksim软件是由美国机械仿真公司(Mechanical Simulation Corporation)开发的一款专门针对卡车、客车和挂车进行动态仿真的软件，该软件的主要特点是面向参数建模，不需要定义各部件的具体结构形式，只需要定义能体现各部件性能的相关参数(比如悬架的K&C特性、d簧的刚度曲线等)，因此被通用汽车公司、福特汽车公司、吉利研究院和一汽技术中心等广泛采用。

1 Trucksim整车动力学建模

Trucksim软件主要由图形化数据库、车辆数学模型及求解器、仿真动画显示器和绘图器组成，如图1所示，点击其用户界面的“Run the Model”进行求解计算，点击“Animate”生成三维仿真动画，点击“Plot”按钮可以查看仿真结果曲线。

图1 Trucksim工作界面和组成

1.1 车辆模型的建立

Trucksim软件中车辆模型由车体、轮胎、动力总成、悬架系统、转向系统、制动系统以及空气动力学7个子系统和载荷模型组成，可通过分别设置各子系统的参数和特性曲线来进行仿真分析。

1)车体：以某款改装专用车为例，其整车长/宽/高为7 530mm/2 460mm/2 840mm，质心高度1 175mm，质心距前轴距离1 100mm，轴距4 200mm，簧上质量3 790kg，整车转动惯量Ixx,Iyy,Izz分别为1 943.0kg·m2、30 118.2kg·m2、29 607.6kg·m2。由于整车近似关于纵轴对称，故质心侧向位移为零，惯性积采用软件提供的默认

1、近年来，我国道路运输业发展迅速，重型卡车在道路运输中发挥了重要作用。据统计，目前，我国轻工业中卡超过1400万辆，重卡超过500万辆，支撑万亿级公路物流市场。重型货车已成为推动我国经济发展的重要生产工具。分析指出高排放标准下的道路燃料汽车面临着巨大的竞争和生存压力。节油效果好、智能化程度高是重卡行业发展趋势石油驱动策略的研究越来越受到重视。有学者从优秀驾驶员的驾驶习惯入手，分析测试数据和驾驶策略根据 *** 作员的 *** 作经验。

2、分析重卡司机在高速公路上的驾驶行为，确定节油驾驶策略固定驾驶行为对重卡燃油经济性的影响[J].有的学者采用数值优化的方法通过动态规划算法求解问题对于小油耗的全局最优解，采用动态规划算法求解车辆发动机输出功率和上述研究的前提是车辆行驶在直线道路上，但在实际车辆行驶过程中，道路坡度也会对车辆行驶过程中油耗的优化控制产生重要影响。

3、结合路网重构与动态规划算法，研究斜坡带目前，卡车节油驾驶策略的研究主要集中在动态规划算法上，但该算法的计算量相对较小基于以上研究，本文提出了一种模型预测控制，MPC的预测巡航控制（PCC）算法用于高速公路场景中手动卡车的节油控制。采用某公司开发的基于增量比例积分微分（PID）控制算法的PCCS增量式PID控制算法基于当前控制量和上次控制量它以增量作为新的控制量，是一种递归控制算法。

4、Trucksim 是一款卡车专用车辆动力学仿真软件，可将车辆模型通过软件接口发送到Matlab，实现联合仿真在本文的PCC系统联合仿真中，trucksim输出车速和发动机转速给控制器，控制器输出仪表计算出的发动机扭矩转化为节气门开度，输入到trucksim中，控制车辆的动力输出。将模型预测控制与非线性规划相结合，开发了一种基于PCC算法的卡车节油驾驶控制策略，解决了卡车的节油问题。

5、PCC控制方式可根据道路前方地形对受控车辆进行节油控制动作该算法可以实现类似于手动驾驶的“冲坡”和“减速滑入坡”的 *** 作。该算法可以提前感知道路地形的变化，从而提前进行控制动作，使卡车发动机整体运行稳定，减少急加速对发动机的影响。

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