SJ-ZQ-8-2008-方向盘阶跃输入仿真分析评价规范.doc

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编号

SJ-ZQ-8-2008

代替

密级

商密3级▲

股份有限公司内部技术规范

方向盘阶跃输入仿真分析评价规范

2008-07

股份有限公司

前言

本规范提出了稳态回转仿真分析的分析方法、工况设置以及判定基准，是对现行分析和判定方法的归纳和总结。

本规范由汽车工程研究院项目处管理。

本规范由汽车工程研究院底盘所负责起草。

本规范主要起草人：

本规范的版本记录和版本号变动与修订记录

版本号

制定/修订者

制定/修订日期

批准

日期

方向盘阶跃输入仿真分析评价规范

1适用范围

本规范适用于汽车操纵稳定性中的方向盘阶跃输入仿真分析与评价。

2参考和引用标准

GB/T-6323.2_94汽车转向瞬态响应试验(方向盘转角阶跃输入)

GB/T-12534汽车道路试验方法通则

QC/T-480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法

ISO7401Roadvehicles—Lateraltransientresponsetestmethods—Open-looptestmethods

3基本术语

方向盘阶跃输入试验：汽车分别以20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h的速度直线行驶，方向盘输入角度应使汽车侧向加速度达到4m/s2,车速为100km/h时，稳态侧向加速度响应选取值为1m/s2、2m/s2、2.5m/s2、4m/s2、6m/s2、侧向附着极限。

响应时间：方向盘角阶跃转向输入后，横摆角速度第一次达到稳定值所需的时间。

峰值响应时间：方向盘角阶跃转向输入后，横摆角速度达到第一峰值所需的时间。

超调量：超调量计算为一个比率：峰值与稳态值之间的差值，再除以稳态值。

阶跃输入时间：仿真分析过程中，方向盘输入从0到规定角度所需的时间。

仿真步长：每步计算的时间间隔。

4分析输入条件

在整个仿真过程中，汽车行驶速度不变，平路面，仿真时间5～10秒，车速高时取下限，车速低时取上限；当汽车直线行驶至1～2秒时，在0.2秒内将方向盘从0达到规定角度，保持方向盘转角，一直到仿真结束。表1是用ADAMS软件进行方向盘转角阶跃仿真分析的输入。

表1ADAMS软件分析输入条件表

仿真时间

仿真步长

路面文件

车速控制

方向盘转角

阶跃起始时间

阶跃输入时间

6S～10S

0.01S（推荐）

mdi_2d_flat.rdf

恒定车速

按3要求

1S～2S

0.2s

5评价内容及方法

采用上述输入条件进行方向盘阶跃输入仿真分析：①不同车速时的仿真分析，车速分别为20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h时的方向盘阶跃输入分析；②不同载荷下的方向盘阶跃输入分析，分别进行空载、设计状态载荷、满载下的方向盘阶跃输入分析。

5.1绘制历程曲线

1)绘制侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、质心处侧偏角的时间历程曲线。

2)绘制侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、质心处侧偏角的方向盘转角历程曲线。

5.2时域响应参数

根据时间历程曲线输出表2时域响应响应参数。

表2时域响应参数

参数

符号

单位

左转

右转

平均

稳态横摆角速度响应增益

s-1

侧向加速度响应时间

s

横摆角速度响应时间

s

侧向加速度峰值响应时间

s

横摆角速度峰值响应时间

s

侧向加速度的超调量值

横摆角速度的超调量值

表中：为横摆角速度(deg/s)，为方向盘转角(deg)

5.3评价方法

该仿真分析用于分析评价在转向盘转角阶跃输入工况下整车响应品质的好坏，通常用5.2中的时域响应参数评价响应性品质的好坏，用5.1中的曲线评价整个时间历程内的对比分析。稳态横摆角速度增益(也称转向灵敏度)应适中，轿车在80km/h，侧向加速度0.4g时，稳态横摆角速度增益为0.16～0.33S-1；响应时间一般情况下小一些好；侧向加速度超调量和横摆角速度超调量应适中，一般情况下最大超调量在112%～165%范围内。

评价方法有两种：对比评价法和客观评价评价法

1)对比评价法

对比评价法是用不同工况下的转向盘转角阶跃输入的仿真值与同类车型（如参考车）试验值或仿真值进行比较，从而判断整车稳态回转性能的优劣，对比5.1所示时间历程曲线和5.2所示的时域响应参数，比较响应品质的差异，分析产生差异的原因。

2)客观评价方法

方向盘阶跃输入响应指标

车型

指标

T60

T100

轿车，最高车速120km/h

0.20

0.06

轿车，最高车速≤120km/h

客车和货车，最大总质量2.5吨

0.30

0.10

客车和货车，2.5吨最大总质量≤6吨

0.40

0.15

按侧向加速度2m/s2时的汽车横摆角速度响应时间T进