[发明专利]一种汽车电液复合转向虚拟样机的构建方法

说明书

本发明公开了一种汽车电液复合转向虚拟样机的构建方法，首先根据汽车电液复合转向系统的设计需求，设计虚拟样机总体方案；接着在机械系统动力学仿真软件Adams中导入三维建模软件SolidWorks输出的三维模型，并建立Adams和多学科建模软件AMEsim的联合仿真接口，选择AMEsim为主控软件，通过联合仿真平台进行数据传递和交换；最后分析系统的动力学特性和电气、液压子系统耦合特性和及整车转向系统特性，得到综合仿真分析结果。本发明方法采用跨平台仿真，提高了仿真的精确度和开发设计的效率，解决了现有技术适应度低、无法分析子系统耦合关系、精确度不够的问题。

技术领域

本发明属于汽车转向系统虚拟样机技术领域，具体涉及一种汽车电液复合转向系统虚拟样机的构建方法。

背景技术

汽车转向系统的性能关乎驾驶员的操纵舒适性和安全性，电液复合转向系统融合了电动助力转向低能耗、易控制和液压助力转向力矩大、路感好的优势，是未来汽车转向系统的发展趋势。虚拟样机技术在汽车转向系统的应用较为广泛，能够提升研发过程效率，缩短研发周期，降低开发成本。现有转向系统的虚拟样机技术，大多数基于三维模型进行零部件装配，利用动力学分析软件Adams进行动力学建模，并联合Matlab软件进行控制系统仿真。对于电液复合转向系统而言，机械、液压、电气模块之间的相互耦合极大地影响系统的性能，采用现有技术难以构建精确的虚拟样机进行耦合分析，不能够得到精确的子系统级仿真分析结果，极大地限制了系统级开发设计的效率。

综上所述，提出一种适用于汽车电液复合转向系统的虚拟样机构建技术，解决现有技术适应度低、无法分析子系统耦合关系、精确度不够的问题，对实际系统的开发效率的提高具有较大的意义。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种汽车电液复合转向虚拟样机的构建方法，以解决现有技术适应度低、无法分析子系统耦合关系、精确度不够的问题。本发明通过多学科建模软件AMEsim建立的转向系统模型和机械系统动力学仿真软件Adams建立的动力学模型，进行跨平台仿真，提高了仿真的精确度和开发设计的效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种汽车电液复合转向虚拟样机的构建方法，包括步骤如下：

1)根据汽车电液复合转向系统的设计需求，设计虚拟样机总体方案；

2)在三维设计软件SolidWorks中进行电液复合转向系统三维建模，在机械系统动力学仿真软件Adams的Adams/View环境中导入SolidWorks输出的三维模型，建立电液复合转向系统动力学模型并设定参数及约束，并在Adams中建立整车模型；在多学科建模软件AMEsim中建立电液复合转向系统机电液多学科仿真模型，设定元件参数并选择仿真模式；

3)以电液复合转向系统的液压动力缸为联合仿真分析载体，分别设定Adams和AMEsim的输入输出参数；基于Adams的Adams/Controls环境和AMEsim的interface环境，建立Adams和AMEsim的联合仿真接口；

4)选择AMEsim为主控软件，通过联合仿真平台进行数据传递和交换，分析电液复合转向系统的动力学特性和电气、液压子系统耦合特性，得到联合仿真结果；

5)在步骤2)的动力学模型中，分析整车转向系统特性；在步骤2)的机电液多学科仿真模型中，分析电液复合转向系统多学科特性；结合步骤4)得到的联合仿真结果，得到电液复合转向系统虚拟样机的综合仿真分析结果。

进一步地，所述步骤2)的动力学模型包括机械系统、电气系统和液压系统，其中机械系统包括方向盘、转向管柱、齿轮齿条、转向梯形及车轮；电气系统包括助力电机及减速机构；液压系统包括电动泵、电磁阀及动力缸。

进一步地，所述步骤2)的机电液多学科仿真模型包括：驾驶员模型、机械转向模型、转向控制模型、液压转向模型、电动转向模型。