用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台及匹配仿真方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台及匹配仿真方法，属于汽车技术领域。本发明专利技术仿真平台包括优化解析模块：用于对轮胎模型文件参数闭环优化；数据处理模块：用于特征观测量数据进行处理及分析，建立底盘电控系统客观评价体系；车辆模型模块：用于实现不同控制输入下的动力学参数输出；系统通讯模块：用于驱动硬件ESC，实现车辆模型模块到电控系统的HIL试验台硬件的驱动转换及数据流交互；HIL试验台：实现底盘电控系统的硬件仿真。本发明专利技术的有益效果为：帮助企业实现底盘电控系统的快速分析与评价，实现轮胎与底盘电控系统的快速匹配，缩短试验轮次及研发周期。

Simulation Platform and Method for Matching Tire and Chassis Electronic Control System

The invention provides a simulation platform and a matching simulation method for matching tire and chassis electronic control system, belonging to the automobile technical field. The simulation platform of the invention includes optimization analysis module: for closed-loop optimization of tire model file parameters; data processing module: for processing and analyzing characteristic observation data and establishing objective evaluation system of chassis electronic control system; vehicle model module: for realizing dynamic parameter output under different control input; system communication module: for driving hardware ESC to realize vehicle. Drive conversion and data flow interaction of hardware of HIL test-bed from vehicle model module to electronic control system; HIL test-bed: hardware simulation of chassis electronic control system. The invention has the beneficial effects of helping enterprises to realize rapid analysis and evaluation of chassis electronic control system, realizing fast matching between tire and chassis electronic control system, shortening test rounds and research and development cycle.

【技术实现步骤摘要】
用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台及匹配仿真方法
本专利技术涉及一种仿真平台，尤其涉及一种用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，还涉及一种基于所述仿真平台的匹配仿真方法。
技术介绍
国内外针对轮胎力学性能对底盘电控系统的影响开展了大量的仿真研究,重点集中在：(1)建立由简单到复杂、由低频到中高频的轮胎模型，从而更准确地描述经由轮胎到车辆控制系统的输入输出关系；(2)建立考虑胎压、磨损和温度的修正轮胎模型；(3)考虑更多更精确的预估参数如路面摩擦系数、轮胎侧偏角等，提高模型的求解精度和效率。(4)通过底盘电控系统实车试验进行底盘电控系统标定及轮胎与底盘电控系统的匹配，标定周期长，费用高且只能在样车阶段进行，在整车开发设计阶段，难以考虑底盘参数及轮胎性能对底盘电控系统的影响，达不到V字形集成设计的目的。不难看出，国内外研究的主要思路主要在电控系统内部轮胎模型及其输入状态量即系统输入和轮胎传函，目的是设计出更加精确全面可靠的底盘电控系统，同时针对底盘参数及轮胎性能与底盘电控系统的匹配研究还是空白。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，还提供一种基于所述仿真平台的匹配仿真方法。本专利技术用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台包括，优化解析模块：驱动仿真平台，用于定义仿真特征值及输出指标，对轮胎模型文件参数闭环优化；数据处理模块：用于对获取系统通信模块及车辆模型平台的特征观测量数据进行处理及分析，建立底盘电控系统客观评价体系；车辆模型模块：用于建立车辆及轮胎动力学模型，对优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现不同控制输入下的动力学参数输出；系统通讯模块：用于驱动硬件ESC，实现车辆模型模块到电控系统的HIL试验台硬件的驱动转换及数据流交互，实现车辆模型模块和底盘电控系统的联合仿真；HIL试验台：通过系统通讯模块接收优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现底盘电控系统的硬件仿真。本专利技术作进一步改进，所述优化解析模块采用ISIGHT优化软件，所述数据处理模块采用MATLAB数据处理平台。本专利技术作进一步改进，所述车辆模型模块以轮胎模型参数文件为输入，实现不同工况下的性能仿真和优化，输出轮胎性能曲线及特征指标。本专利技术作进一步改进，车辆动力学模型包括整车模型、驾驶员控制模型、性能评价虚拟试验场。本专利技术作进一步改进，所述系统通讯模块通过信号转换模块将车辆模型平台的信号转换后输出给HIL试验台的底盘电控系统硬件进行仿真。本专利技术作进一步改进，所述信号转换模块包括轮速模拟模块、车身姿态三维转台和转向模拟模块。本专利技术还提供一种基于所述仿真平台的匹配仿真方法，包括如下步骤：S1：建立目标车型的车辆模型，建立用于底盘电控系统评价的性能客观评价体系；S2：设置轮胎性能初始参数和控制性能目标值；S3：优化解析模块优化后输出匹配特性给车辆模型模块及系统通讯模块；S4：系统通讯模块驱动底盘电控系统的ESC控制器进行控制操作，然后将采集的底盘电控系统轮缸压力传输给车辆模型模块；S5：车辆模型模块根据匹配特性及轮缸压力进行整车及轮胎仿真，输出动力学参数；S6：数据处理模块获取系统通讯模块和车辆模型模块的特征观测量数据，分析及处理后输出控制性能客观指标给优化解析模块；S7：优化解析模块判断控制性能客观指标与控制性能目标是否一致，如果不一致，返回执行步骤S3，如果一致，输出与底盘控制系统匹配的最优轮胎参数。本专利技术作进一步改进，所述匹配仿真方法基于Isight优化软件，结合基于CarSim/LabView的硬件在环平台及基于Matlab的客观评价分析体系，实现轮胎模型文件参数的闭环优化。本专利技术作进一步改进，在步骤S4中，所述系统通信模块通过轮速模拟模块、车身姿态三维转台、转向模拟模块及负载电机实现对速度、加速度、轮速和方向盘转角的模拟，底盘电控系统的ESC控制器对接收到的这些数据进行自主控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：为底盘电控系统性能评价提供虚拟仿真环境，帮助企业实现底盘电控系统的快速分析与评价；提供轮胎与底盘电控系统的匹配优化流程，实现轮胎与底盘电控系统的快速匹配，缩短试验轮次及研发周期；为企业研究轮胎及整车参数对底盘电控系统响应的影响提供新的技术方法，进一步规范、完善和提高底盘电控系统的使用和设计，为先进的底盘设计与开发提供技术平台。附图说明图1为本专利技术仿真平台结构示意图；图2为车辆模型平台与底盘电控系统联合仿真示意图；图3为仿真平台虚拟道路试验示意图；图4为匹配仿真方法流程图；图5为输出的轮胎性能曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台围绕轮胎与底盘电控系统匹配的技术问题，基于CarSim/LabView联合仿真平台(HIL)，联合Matlab及Isight工程软件，建立底盘电控系统评价体系，以研究车型标定时的底盘电控系统标定验证工况参数为目标函数值，结合优化设计方法，进行轮胎模型参数与底盘电控系统的匹配优化，而后基于ADAMSTireTestRig，将优化的模型参数文件作为输入，进行轮胎力学性能的仿真，输出对应工况下的力学特性曲线，提供给轮胎企业用于对标生产制造，实现轮胎与底盘电控系统的匹配。具体地，本专利技术仿真平台包括，优化解析模块：驱动仿真平台，用于定义仿真特征值及输出指标，对轮胎模型文件参数闭环优化；数据处理模块：用于对获取系统通信模块及车辆模型平台的特征观测量数据进行处理及分析，建立底盘电控系统客观评价体系；车辆模型模块：用于建立车辆及轮胎动力学模型，对优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现不同控制输入下的动力学参数输出；系统通讯模块：用于驱动硬件ESC，实现车辆模型模块到电控系统的HIL试验台硬件的驱动转换及数据流交互，实现车辆模型模块和底盘电控系统的联合仿真；HIL试验台：通过系统通讯模块接收优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现底盘电控系统的硬件仿真。作为本专利技术的一个实施例，所述优化解析模块采用ISIGHT优化软件，所述数据处理模块采用MATLAB数据处理平台，车辆模型平台采用CarSim平台，系统通信模块采用LabView平台，本例的HIL试验台为搭建的实际底盘电控系统硬件。本专利技术通过悬架K&C及底盘零部件性能及整车性能试验，建立基于CarSim的高精度车辆及轮胎动力学模型，实现不同控制输入下的动力学参数输出；建立基于Labview的硬件在环平台(HIL)，驱动硬件ESC，实现软件到硬件的驱动转换及数据流交互，解决底盘电控系统算法保密的难题；通过底盘电控系统性能试验研究，制定底盘电控系统性能评价准则，并基于Matlab编写其评价算法，形成虚拟评价闭环；基于Isight优化软件，结合CarSim/LabView硬件在环平台及Matlab评价体系，实现轮胎模型文件参数的闭环优化；通过ADAMS(机械系统动力学自动分析)/TireTestRig(轮胎试验台)，以轮胎模型参数文件为输入，实现不同工况先的轮胎性能仿真，输出轮胎性能曲线及特征指标，供轮胎企业开发目标性能轮胎。本专利技术的仿真平台具有如下有益效果：(1)为底盘电控系统性能评价提供虚拟仿真环境，帮助企业实现底盘电控系统的快速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，其特征在于，包括：优化解析模块：驱动仿真平台，用于定义仿真特征值及输出指标，对轮胎模型文件参数闭环优化；数据处理模块：用于对获取系统通信模块及车辆模型平台的特征观测量数据进行处理及分析，建立底盘电控系统客观评价体系；车辆模型模块：用于建立车辆及轮胎动力学模型，对优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现不同控制输入下的动力学参数输出；系统通讯模块：用于驱动硬件ESC，实现车辆模型模块到电控系统的HIL试验台硬件的驱动转换及数据流交互，实现车辆模型模块和底盘电控系统的联合仿真；HIL试验台：通过系统通讯模块接收优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现底盘电控系统的硬件仿真。

【技术特征摘要】
1.用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，其特征在于，包括：优化解析模块：驱动仿真平台，用于定义仿真特征值及输出指标，对轮胎模型文件参数闭环优化；数据处理模块：用于对获取系统通信模块及车辆模型平台的特征观测量数据进行处理及分析，建立底盘电控系统客观评价体系；车辆模型模块：用于建立车辆及轮胎动力学模型，对优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现不同控制输入下的动力学参数输出；系统通讯模块：用于驱动硬件ESC，实现车辆模型模块到电控系统的HIL试验台硬件的驱动转换及数据流交互，实现车辆模型模块和底盘电控系统的联合仿真；HIL试验台：通过系统通讯模块接收优化解析模块优化的参数进行匹配输入，实现底盘电控系统的硬件仿真。2.根据权利要求1所述的用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，其特征在于：所述优化解析模块采用ISIGHT优化软件，所述数据处理模块采用MATLAB数据处理平台。3.根据权利要求1所述的用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，其特征在于：所述车辆模型模块以轮胎模型参数文件为输入，实现不同工况下的性能仿真和优化，输出轮胎性能曲线及特征指标。4.根据权利要求4所述的用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，其特征在于：车辆动力学模型包括整车模型、驾驶员控制模型、性能评价虚拟试验场。5.根据权利要求1所述的用于轮胎与底盘电控系统匹配的仿真平台，其特征在于：所述系统通讯模块通过信号转换模块将车辆模型平台的信号转换后输出给HIL试验台的底盘电控系统硬件进行仿真。6.根据权利要求5所述的用于轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永辉，韦勇，韦宝侣，赵亮，方华，卢荡，
申请(专利权)人：上汽通用五菱汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45