CN105205287B - 一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，属于汽车技术领域。它解决了现有人工录入的方式非常繁琐，而且车辆参数的混乱存储使得人工录入更加麻烦的问题。本车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法包括：建立空的车辆对象实例，车辆对象实例包括系统对象实例和子系统对象实例，打开并读取车辆参数文件，进而将从车辆参数文件中读取的各级系统参数数据读入到车辆对象实例中；读取车辆对象实例并创建Carsim模型，将从车辆对象实例中读取的系统对象实例和子系统对象实例的参数数据分别逐个加载到Carsim模型中。本方法免去传统方法中人工地将车辆参数逐个录入到Carsim模型中的繁琐过程。

Description

一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法。

背景技术

随着汽车动态仿真的发展，产生了不同复杂程度的汽车动力学模型，汽车动力学模型主要研究汽车在各种力的作用下的动态特性，并讨论这些动态特性及其对汽车性能的影响。

其中，CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。但是，该CarSim模型在进行汽车动态仿真前仍需要用户自己录入车辆参数文件，实现这一目标的方法一般为：人工地在CarSim界面上逐个录入参数。采用人工录入的方式非常繁琐，而且车辆参数的混乱存储使得人工录入更加麻烦。如果能提供一种自动化的数据导入方法，将很大程度上省去人工录入的繁琐。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，所要解决的技术问题为：如何方便快捷的实现车辆参数的自动录入。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，该方法包括：

建立空的车辆对象实例，所述车辆对象实例包括系统对象实例和子系统对象实例，打开并读取车辆参数文件，进而将从车辆参数文件中读取的各级系统参数数据读入到车辆对象实例中；

读取车辆对象实例并创建Carsim模型，将从车辆对象实例中读取的系统对象实例和子系统对象实例的参数数据分别逐个加载到Carsim模型中。

该车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，首先将收集的各项参数数据存储在车辆参数文件中，建立一个未填写任何参数数据的车辆对象实例，该车辆对象实例的结构包括系统对象实例和子系统对象实例，完成车辆对象实例的建立后，将车辆参数文件中的各级参数数据逐个读入对应地车辆对象实例的系统对象实例和子系统对象实例中，在完成将车辆参数文件读入车辆对象实例的过程后；创建一个Carsim模型，读取车辆对象实例的参数数据并将参数数据写入Carsim模型的对应结构中，在完成将车辆对象实例数据都写入到Carsim模型后，即完成了车辆参数自动导入车辆动力学模型的整个操作。通过本车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，可免去传统方法中人工地将车辆参数逐个录入到Carsim模型中的繁琐过程。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，所述车辆参数文件包括两级数据结构，分别为车辆与系统的一级数据结构和系统与子系统的二级数据结构。车辆参数文件的数据结构通过特殊设计，系统或子系统参数可重用性，也就是说，如果车辆A使用某个类型的弹簧S，车辆B也同时使用相同的弹簧，那么弹簧S的参数表只需录入一遍，无需重复录入，节省录入参数数据的时间，简化了操作。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，所述一级数据结构中的系统包括簧上质量、制动系统、空气动力学、转向系统、轮胎、动力总成、悬架C特性和悬架K特性。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，所述车辆参数文件通过Excel表格格式、纯文本格式或数据库格式进行存储。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，在打开车辆参数文件后，首先读取当前行的参数，判断当前读取的参数的系统归属，根据系统归属进入当前参数所属系统的系统对象实例，再判断该参数是否为子系统数据，根据判断结果在相应实例下填写参数数值。判断当前读取的参数的系统归属，即判断当前读取的参数是归属于制动系统、轮胎或者其他方面的系统，在确定如归属于制动系统时，则进入制动系统这一系统对象实例，进一步地，则判断该参数是不是制动系统下的子系统数据，如果不是子系统数据，就在该系统对象实例中填写参数数值，这样的操作可将参数数据逐一有序的读入车辆对象实例中。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，在判断为子系统数据时进入子系统对象实例，并填写参数数据到子系统对象实例中，再判断是否有下行参数，根据判断结果进行继续读取车辆参数文件或者进入读取车辆对象实例的操作。根据判断是否有下行参数，可将车辆参数文件中的数据完整读入车辆对象实例中，避免遗漏。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，在进入读取车辆对象实例后，逐一读取每个系统对象实例并创建对应地Carsim系统，进而判段当前系统对象实例是否含有子系统对象实例，再根据判断结果判断是进行读取子系统对象实例操作还是直接创建Carsim系统数据，进而将Carsim系统加载到Carsim模型中的操作。判断是否有子系统对象实例，是为了首先将子系统对象实例导入Carsim模型中，再进行系统对象实例数据的导入，这样的操作可以避免导入参数数据的混乱和繁琐。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，在判断当前系统对象实例中含有子系统对象实例时，读取子系统对象实例，进而创建Carsim子系统数据并将该Carsim子系统加载到上级相应地Carsim系统中，再根据是否有未处理的子系统对象实例的判断结果进行下一步操作，该下一步操作包括继续读取子系统对象实例和将Carsim系统加载到Carsim模型中。上述这一操作步骤可以有序且完整无遗漏地将车辆对象实例中的参数数据加载到Carsim模型中。

在上述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法中，在判断当前系统对象实例没有未处理的子系统对象实例后，将Carsim系统加载到Carsim模型中，进而判断是否有其他未处理的系统对象实例，在没有未处理的系统对象实例时，即完成了将车辆参数数据自动导入车辆动力学模型的操作步骤。通过上述这一操作步骤可循环有序地将车辆对象实例中的每个系统对象实例读入到Carsim系统中，导入参数数据方便快捷，且不会产生错误导入和系统混乱。

与现有技术相比，本车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法包括将车辆参数文件读入到车辆对象实例和将车辆对象实例数据写入到Carsim模型的两个操作步骤，通过这两个操作步骤可免去传统方法中人工将车辆参数数据录入到Carsim模型中的繁琐，并且具有导入车辆参数数据方便快捷、参数数据导入精确度高等优点。

附图说明

图1是本发明的控制流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法包括：建立空的车辆对象实例，即车辆对象实例中未填写入任何参数数据，该车辆对象实例的结构包括系统对象实例和子系统对象实例；打开并读取车辆参数文件，首先读取当前行的参数，判断当前读取的参数的系统归属，根据系统归属进入当前参数所属系统的系统对象实例，再判断该参数是否为子系统数据，在判断为子系统数据时进入子系统对象实例，并填写参数数据到子系统对象实例中，再判断是否有下行参数，根据判断结果进行继续读取车辆参数文件或者进入读取车辆对象实例。

读取车辆对象实例并创建Carsim模型，逐一读取车辆对象实例中的每个系统对象实例并创建对应地Carsim系统，进而判段当前系统对象实例是否含有子系统对象实例，在判断无子系统对象实例时直接创建Carsim系统数据，进而将Carsim系统加载到Carsim模型中；在判断当前系统对象实例中含有子系统对象实例时，读取子系统对象实例，进而创建Carsim子系统数据并将该Carsim子系统数据加载到上级相应地Carsim系统中，再根据是否有未处理的子系统对象实例的判断结果进行下一步操作，该下一步操作包括继续读取子系统对象实例和将Carsim系统加载到Carsim模型中，在判断有未处理的子系统对象实例时继续读取子系统对象实例；在判断当前系统对象实例没有未处理的子系统对象对象实例时，将Carsim系统加载到Carsim模型中，再判断是否有其他未处理的系统对象实例，在有未处理的系统对象实例时进行读取系统对象实例；在没有未处理的系统对象实例时，即完成了将车辆参数数据自动导入车辆动力学模型的操作步骤。

具体来说，

车辆参数文件包括两级数据结构，分别为车辆与系统的一级数据结构和系统与子系统的二级数据结构，其中一级数据结构中的系统包括簧上质量、制动系统、空气动力学、转向系统、轮胎、动力总成、悬架C特性和悬架K特性；二级数据结构中的系统与子系统的数据结构，如簧上质量包含各项簧上质量参数，没有下级系统，即该子系统数据为空；简单的制动系统由制动力分配和制动压力系数这两个子系统组成；包含热效应的制动系统包括制动力分配、制动钳与制动盘特性、助力器特性、蓄液量与压力特性、制动器热效应和制动器冷却特性这几个子系统；空气动力学包括x方向风阻系数、y方向风阻系数、z方向风阻系数、x方向侧翻系数、y方向侧翻系数和z方向侧翻系数这几个子系统；转向系统包括驻车力矩、助力特性、转向系统K特性、和转向系统C特性这几个子系统；轮胎包括纵向力、侧向力、侧偏刚度、垂向刚度、转向力矩、力矩侧偏刚度、回正力矩和回正力矩与侧偏关系这几个子系统；动力总成前驱包括发动机、燃油经济性、力矩变送器、变速器和前轴差速器这几个子系统；动力总成后驱包括发动机、燃油经济性、力矩变送器、变速器和后轴差速器这几个子系统；动力总成四驱包括前轴差速器、后轴差速器、发动机、燃油经济性、力矩变送器、变速箱和分动箱这几个子系统；悬架C特性包括弹簧、减震器、上缓冲块与下限位块刚度、侧倾刚度和悬架刚度(包含轮胎、弹簧)这几个子系统；悬架K特性包括主销后倾角随轮跳变化、轴距随轮跳变化、外倾角随轮跳变化、轮距随轮跳变化和前束随轮跳变化这几个子系统。

车辆参数文件的数据结构通过特殊设计，系统或子系统参数可重用性，也就是说，如果车辆A使用某个类型的弹簧S，车辆B也同时使用相同的弹簧，那么弹簧S的参数表只需录入一遍，无需重复录入，节省录入参数数据的时间，简化了操作。

车辆参数文件通过Excel表格格式、纯文本格式或数据库格式进行存储。车辆参数文件的读取可以根据存储格式的不同进行相应读取，读取范围广，操作更加方便快捷。

本车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法的具体过程为：

首先建立车辆对象实例，再打开车辆参数文件，读取车辆参数文件中的当前行的参数，判断当前参数的系统归属，如判断归属为制动系统，则进入制动系统这一系统对象实例，进入后再判断该参数是否为子系统数据，若为子系统数据，则进入子系统对象实例，如制动系统有制动压力系统和制动力分配这两个子系统，则进入一个对应的子系统对象实例中并在子系统对象实例中填写参数数值；若不为子系统数据则直接填写参数数值到系统对象实例中；填写参数数值完成后判断是否还有下一行参数，若有下一行参数，则重复上述读取当前行参数的操作过程；若判断没有下一行参数则进入下一步骤，即读取车辆对象实例的数据并将其写入Carsim模型中，具体为：首先创建Carsim模型，读取车辆对象实例中的系统对象实例，根据读取的系统对象实例创建相应的Carsim系统，如读取的是制动系统的系统对象实例，则创建一个制动系统的Carsim系统，在创建Carsim系统后判断当前系统对象实例是否含有子系统对象实例，若无，则直接创建Carsim系统数据，并将Carsim系统加载到Carsim模型中；若有，则读取子系统对象实例并创建Carsim子系统数据，即创建Carsim子系统并填入相应参数数据，之后将该Carsim子系统加载到上级系统中，即制动系统的Carsim系统中，然后判断是否有未处理的子系统对象实例，若有，则重复上述读取子系统对象实例的操作步骤；若无，则将Carsim系统加载到Carsim模型中，之后再判断是否有未处理的系统对象实例，如果只处理了制动系统的系统对象实例，则还有如簧上质量、空气动力学等系统对象实例，则重复上述读取系统对象实例的操作；如果系统对象实例都处理完成后，则结束操作，即完成了将车辆参数自动导入车辆动力学模型的操作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，该方法包括：

建立空的车辆对象实例，所述车辆对象实例包括系统对象实例和子系统对象实例，打开并读取车辆参数文件，进而将从车辆参数文件中读取的各级系统参数数据读入到车辆对象实例中；

读取车辆对象实例并创建Carsim模型，逐一读取车辆对象实例中的每个系统对象实例并创建对应地Carsim系统，进而判断当前系统对象实例是否含有子系统对象实例，在判断无子系统对象实例时直接创建Carsim系统数据，进而将Carsim系统加载到Carsim模型中；在判断当前系统对象实例中含有子系统对象实例时，读取子系统对象实例，进而创建Carsim子系统数据并将该Carsim子系统数据加载到上级相应地Carsim系统中，再根据是否有未处理的子系统对象实例的判断结果进行下一步操作，该下一步操作包括继续读取子系统对象实例和将Carsim系统加载到Carsim模型中，在判断有未处理的子系统对象实例时继续读取子系统对象实例；在判断当前系统对象实例没有未处理的子系统对象实例时，将Carsim系统加载到Carsim模型中。

2.根据权利要求1所述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，所述车辆参数文件包括两级数据结构，分别为车辆与系统的一级数据结构和系统与子系统的二级数据结构。

3.根据权利要求2所述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，所述一级数据结构中的系统包括簧上质量、制动系统、空气动力学、转向系统、轮胎、动力总成、悬架C特性和悬架K特性。

4.根据权利要求1或2所述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，所述车辆参数文件通过Excel表格格式、纯文本格式或数据库格式进行存储。

5.根据权利要求1或2或3所述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，在打开车辆参数文件后，首先读取当前行的参数，判断当前读取的参数的系统归属，根据系统归属进入当前参数所属系统的系统对象实例，再判断该参数是否为子系统数据，根据判断结果在相应实例下填写参数数值。

6.根据权利要求5所述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，在判断为子系统数据时进入子系统对象实例，并填写参数数据到子系统对象实例中，再判断是否有下行参数，根据判断结果进行继续读取车辆参数文件或者进入读取车辆对象实例的操作。

7.根据权利要求1所述的车辆参数自动导入车辆动力学模型的方法，其特征在于，在判断当前系统对象实例没有未处理的子系统对象实例后，将Carsim系统加载到Carsim模型中，进而判断是否有其他未处理的系统对象实例，在判断没有未处理的系统对象实例时，则完成了将车辆参数数据自动导入车辆动力学模型的操作步骤。