[00371289]汽车运动动力学性能建模与仿真方法及应用

汽车运动动力学性能包括汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性、动力加速性和制动安全性，是汽车基本性能之一，通常通过客观测量和主观感受来评价，客观性能评价主要考量其稳态响应指标，主观品质评价主要考查其瞬态响应过程.该研究成果提出了利用基于总成特性动力学模型进行客观评价，并用于汽车产品预开发阶段的性能控制与分解;率先探索并突破了车辆动力学模型不能用于主观评价的问题.客观性能评价方面，国际先进汽车企业全面采用建模与仿真方法实现设计后汽车性能虚拟评价，并逐步将该技术向汽车开发的前期推进，力图在预开发阶段实现性能控制与分解.中国汽车企业因自主开发时间短，还不完全掌握该项技术.针对该现状与趋势，课题组完成了基于侧倾中心的整车建模方法、非水平路面动力学建模方法、基于K&C特性的悬架建模方法、基于总成特性的动力传动系建模方法，整车性能仿真与分解方法，形成了高精度基于总成特性的汽车性能建模及仿真方法，完全可用于汽车性能虚拟评价，以及预开发阶段的性能控制与分解，推动中国汽车企业性能控制直接跨入国际先进水平.模型经100多个工况验证，精度达到85%以上，经美国GM公司全面验证，仿真结果与商用软件Carsim高度一致，经吉林省科技厅组织专家评审"主要成果达到国际先进水平".主观品质控制方面，国际上都依靠实车场地主观调校试验，中国只能依赖国外技术力量进行实车主观调校，不能利用车辆动力学模型进行主观调校，其主要原因是没有仿真汽车瞬态过程的车辆动力学模型.针对国内外的不足，提出了采用局部环节结构化、精细过程准确建模的汽车瞬态过程品质动力学建模与仿真方法，充分利用汽车性能模拟器进行主观评价的技术路线，解决了国内外必须依赖实车场地试验时间长、费用高的问题.经初步验证，模型具有对汽车稳定性时域仿真、汽车自身抗干扰和抗制造偏差鲁棒性能力仿真、汽车回正、摆振和抖振仿真的能力，实现了主观评价需要的汽车瞬态过程的仿真.应用方面，课题组针对上述方法高效应用到汽车产品开发中，研发了一整套软硬件工具.包括汽车性能主客观评价指标体系、汽车性能试验测试方法及试验指标处理方法，开发了汽车整车性能CAE仿真设计软件、汽车性能与动态品质仿真软件、汽车性能评价处理软件及悬架转向综合试验台、场地试验测试装备等软硬件工具，并经多轮次实践应用.发表论文116篇(SCI、EI等收录45篇)，发明专利2项，软件著作权5项.成果已在奇瑞、长安、华晨、东风等主流自主开发公司乘用车开发中获得应用，并与一汽合作进行了商用车建模与仿真技术的探索，企业形成了汽车运动学性能开发能力，突破了所有开发必须委托国外公司的局面，成功开发了奇瑞A3、旗云、奔奔、志翔、悦翔、CX30、中华A平台系列、风神系列等乘用车及东风军车，全部产品底盘性能达到国外同类产品技术水平，并在市场上成功销售130余万辆，销售总额约527.7亿元.