在當(dāng)今車輛開發(fā)日新月異的背景下,MTS作為車輛測試行業(yè)和控制技術(shù)領(lǐng)域的長期可靠伙伴,正以前所未有的創(chuàng)新力,引領(lǐng)著開發(fā)工具的深刻變革。我們深知,客戶的每一個(gè)需求,都是激勵(lì)我們前行的動(dòng)力。面對車輛開發(fā)中的三大核心挑戰(zhàn):傳統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證方式難以契合設(shè)計(jì)部門在市場驅(qū)動(dòng)下的新要求、傳統(tǒng)測試產(chǎn)品如何順應(yīng)當(dāng)前車輛開發(fā)變革的浪潮、以及對ADAM/Car車輛數(shù)字模型精度的持續(xù)憂慮,MTS深入剖析并精準(zhǔn)把握了客戶的迫切需求: OEM客戶亟需一套高效的開發(fā)工具包,實(shí)現(xiàn)數(shù)字模型與物理驗(yàn)證之間的無縫銜接,探索出緊跟時(shí)代步伐的新方法,從而加速開發(fā)與驗(yàn)證的進(jìn)程。

為此,我們提供切實(shí)可行的解決方案---基于車輛數(shù)字模型的臺(tái)架試驗(yàn)加速開發(fā)工具包,包括:mHIL硬件在環(huán):實(shí)現(xiàn)底盤電動(dòng)化控制算法的高效開發(fā)在底盤電動(dòng)化控制算法領(lǐng)域,MTS推出了mHIL(Mechanical Hardware in the Loop)硬件在環(huán)技術(shù)。它將線控底盤子系統(tǒng)算法與車輛數(shù)字模型的動(dòng)力學(xué)無縫結(jié)合,為子系統(tǒng)正向開發(fā)提供了快速迭代的利器。?從最初的建立單個(gè)商業(yè)查表類車輛數(shù)字模型和物理臺(tái)架的交互,到如今覆蓋幾乎所有查表類車輛數(shù)字商業(yè)模型(ASM、CarSim、CarMaker、Vedyna),mHIL不斷進(jìn)化,滿足了客戶多樣化的需求。?從最初基于四個(gè)懸架被動(dòng)減震器的mHIL原型到覆蓋橫向動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)向mHIL、2自由度垂向動(dòng)力學(xué)1/4 懸架帶車身控制主動(dòng)懸架mHIL、準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)K&C mHIL,甚至迭代式輪胎mHIL。?我們持續(xù)優(yōu)化模型和臺(tái)架之間的通訊方式,從EtherCAT到最優(yōu)最快的反射內(nèi)存通訊。?我們實(shí)現(xiàn)了將MTS K&C車輛動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)直接導(dǎo)入數(shù)字模型。2024年MTS中國系統(tǒng)集成工程師與國內(nèi)知名OEM客戶緊密合作,幫助其建立了基于最新實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)和車輛模型的硬件在環(huán)能力(mHIL),創(chuàng)建了基于GBT6323-2014完整7大類操穩(wěn)工況的交互式mHIL自動(dòng)化試驗(yàn),包括駕駛員在環(huán)的轉(zhuǎn)向回正、基于CG加速要求自動(dòng)化的轉(zhuǎn)向角階躍和脈沖等,為車輛開發(fā)提供了有力支持。    2025年我們將持續(xù)與國內(nèi)客戶合作進(jìn)行以下開發(fā):?實(shí)現(xiàn)基于符合人類前庭神經(jīng)對運(yùn)動(dòng)-視覺-聽力滯后時(shí)間要求(50ms以內(nèi)),多個(gè)動(dòng)力學(xué)mHIL系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的底盤聯(lián)調(diào),滿足OEM對試驗(yàn)室級(jí)底盤預(yù)調(diào)教要求,且符合智能駕駛對底盤域控方面的期望。?如何在單個(gè)mHIL系統(tǒng)上(如轉(zhuǎn)向或可變阻尼減震器CDC),為實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室級(jí)底盤預(yù)調(diào)教而對商業(yè)車輛數(shù)字模型進(jìn)行用戶關(guān)聯(lián)方面的探索,以及為了能在mHIL平臺(tái)上引入試車場駕駛感受而做的模型關(guān)聯(lián)或調(diào)教。

圖1: mHIL標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告 轉(zhuǎn)向中心區(qū)On Center操作穩(wěn)定性試驗(yàn)評價(jià)

圖2: 5軸轉(zhuǎn)向mHIL,對于同樣角階躍,K&C數(shù)據(jù)影響-SWB可變轉(zhuǎn)向比影響-綜合完整條件下數(shù)據(jù)對比

圖3: 四角減震器mHIL,粗糙路面輸入的系統(tǒng)跟隨和PSD,適合舒適性評價(jià)          

HSRC w/RestBus帶殘余總線模擬的混合系統(tǒng)響應(yīng)集合:底盤電動(dòng)化可靠性驗(yàn)證的得力助手

在底盤電動(dòng)化和車身結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證方面,歷經(jīng)十余年持續(xù)研發(fā),經(jīng)過兩代產(chǎn)品的發(fā)展,MTS最新開發(fā)出了基于試車場數(shù)字路面和商業(yè)化輪胎模型,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)/半主動(dòng)懸架ECU與MTS系統(tǒng)之間通訊,帶RestBus殘余總線模擬的生成式迭代技術(shù) – HSRC with RestBus(Hybrid System Response Convergence)。這個(gè)全新的解決方案,解決了以下行業(yè)痛點(diǎn):?傳統(tǒng)的試車場載荷采集不但周期長,有時(shí)所采數(shù)據(jù)也不完全符合現(xiàn)狀。?傳統(tǒng)的物理建模的車輛數(shù)字模型無法對電控或者線控底盤進(jìn)行有效建模,無法關(guān)聯(lián)車輛運(yùn)動(dòng)和主動(dòng)系統(tǒng)。?無法用實(shí)際試車來代替室內(nèi)試驗(yàn),因?yàn)椴荒鼙３肿钚掳娴妆P電動(dòng)化或線控化ECU策略更新。而與底盤電動(dòng)化需求相契合的HSRC w/RestBus混合試驗(yàn)技術(shù),在本地化方面具有以下獨(dú)特優(yōu)勢:?為處在底盤電動(dòng)化大潮中的國內(nèi)主機(jī)廠,在整車臺(tái)架上對日新月異的電控懸架策略進(jìn)行可靠驗(yàn)證提供解決方案。    ?源于客戶在開發(fā)首款半主動(dòng)懸架時(shí)的需求,我們將RestBus引入已有的HSRC,實(shí)現(xiàn)了在傳統(tǒng)329整車試驗(yàn)中激活懸架ECU。?從第一代集成于RPC Pro,使用復(fù)雜傳遞函數(shù)設(shè)置的HSRC模型,到當(dāng)下RPC Connect v3.0的交互式圖形界面(集成車輛參數(shù)、輪胎模型傳遞函數(shù)設(shè)置向?qū)АSRC模型/虛擬懸架/虛擬車身引導(dǎo)傳遞函數(shù)設(shè)置向?qū)У?,極大簡化了用戶設(shè)置過程。?從HSRC僅支持浮動(dòng)車身的整車試驗(yàn)發(fā)展到包括整車浮動(dòng)模式、4個(gè)角固定反力前后橋同時(shí)試驗(yàn)?zāi)Ｊ健?角固定反力三模式單橋車橋試驗(yàn)?zāi)Ｊ?物理后橋+虛擬前橋、物理前橋+虛擬后橋、前后均為虛擬橋的3種模式)。?對數(shù)字輪胎模型的支持: 從初代F-Tire到CD-Tire和F-Tire,再到RPC Connect最新版本兼容市場上的主流輪胎模型;集中支持F-Tire,從F-Tire標(biāo)準(zhǔn)模型,擴(kuò)展到F-Tire HiL模型(實(shí)時(shí)版本),顯著提高了混合迭代的效率。同時(shí)由于所有輪胎模型的建模參數(shù)均來自于MTS Flat-Trac CT六分力試驗(yàn)臺(tái)架,便于我們幫助客戶梳理不同輪胎模型和版本選項(xiàng)。          圖4: HSRC vs RLDA數(shù)據(jù)比對:Pothole坑洼路 – 縱向和垂向載荷          圖5: RestBus殘余總線參與的迭代控制       圖6: 整車HSRC? :  4-角 浮動(dòng)車身整車試驗(yàn)?zāi)Ｊ?img class="rich_pages wxw-img js_img_placeholder wx_img_placeholder" src="https://img2.auto-testing.net/202501/25/162448791.png" alt="圖片" />

圖7: 整車HSRC? :  4-角 固定反力前后橋同時(shí)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?

圖8: 整車HSRC, 2角固定反力三種模式單車橋試驗(yàn)?zāi)Ｊ?

VPG和整車模型載荷提取支持工具：傳統(tǒng)工具的創(chuàng)新應(yīng)用MTS在傳統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證領(lǐng)域擁有絕對數(shù)量的整車329軸耦合道路模擬試驗(yàn)臺(tái)架,絕大部分客戶仍然面臨著傳統(tǒng)底盤和車輛的可靠性驗(yàn)證需求,比如對于不需要正向開發(fā)的車型、引進(jìn)車輛異地生產(chǎn)或車輛輕量化的可靠性驗(yàn)證。在這些案例中,基于車輛數(shù)字模型實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)載荷的提取不失為一種長期有效的方式。   針對開篇談及的第三個(gè)挑戰(zhàn),MTS憑借著完整的車輛開發(fā)測試產(chǎn)品(包括329、K&C和輪胎測試設(shè)備等)以及豐富的客戶資源和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),綜合不同客戶對物理建模車輛數(shù)字模型的關(guān)注以及提取載荷在臺(tái)架迭代試驗(yàn)中的應(yīng)用反饋,形成了一套獨(dú)特的基于329橋試驗(yàn)臺(tái)架與車輛模型進(jìn)行物理關(guān)聯(lián)的技術(shù),并以試驗(yàn)咨詢的服務(wù)產(chǎn)品方式呈現(xiàn)給客戶。?針對車輛數(shù)字模型無法直接導(dǎo)入K&C底盤參數(shù)的問題,基于MTS K&C測量臺(tái)架程序,我們在329橋試驗(yàn)臺(tái)架上復(fù)現(xiàn)了K&C試驗(yàn)。其目的并非取代傳統(tǒng)K&C臺(tái)架(其精度329 K&C功能無法比擬),而是考慮到多數(shù)OEM客戶缺乏K&C測量臺(tái)架和動(dòng)態(tài)設(shè)備,需要在靜態(tài)K&C參數(shù)基礎(chǔ)上,通過比對車橋動(dòng)態(tài)參數(shù)(如系統(tǒng)阻尼和動(dòng)剛度)來進(jìn)行模型關(guān)聯(lián)。?我們基于329臺(tái)架的輸入耦合特性,考慮模型對路面不平高頻載荷的敏感方向,有效選擇并定義與模型動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的加載方向、臺(tái)架與模型的結(jié)合點(diǎn)信號(hào)類型、頻帶以及加載工況類型等細(xì)節(jié),為客戶搭建起CAE與試驗(yàn)驗(yàn)證之間的溝通橋梁。?我們目前正在探索如何將MTS 329虛擬試驗(yàn)臺(tái)架應(yīng)用于物理建模整車數(shù)字模型(ADAMS/Car)來進(jìn)行載荷數(shù)據(jù)比對,比如基于上一代產(chǎn)品的軸頭六分力信號(hào),通過虛擬迭代關(guān)聯(lián)新舊兩版數(shù)字模型,來量化車輛硬點(diǎn)上的載荷差異。                        圖9: K&C測試VVT垂向同步加載,車輪中心運(yùn)動(dòng)比對,GOM光學(xué)測量vs K&C車輪運(yùn)動(dòng)測量系統(tǒng)vs 329多項(xiàng)式擬合結(jié)果    

圖10: 縱向動(dòng)態(tài)力關(guān)聯(lián),載荷和頻率示例          

MTS的每一次投入和創(chuàng)新,都源于客戶的需求和驅(qū)動(dòng)。我們持續(xù)深耕車輛測試領(lǐng)域,以更加創(chuàng)新、高效的產(chǎn)品和本地化服務(wù),推動(dòng)測試技術(shù)的進(jìn)步,期待與廣大中國合作伙伴攜手,共同應(yīng)對未來的挑戰(zhàn), 為中國汽車行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量!

本文作者介紹李明本科畢業(yè)于上海大學(xué)機(jī)械學(xué)院,同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院試驗(yàn)技術(shù)專業(yè)碩士。擁有8年在知名主機(jī)廠從事產(chǎn)品驗(yàn)證和試驗(yàn)工作的經(jīng)歷。2012年初加入MTS公司,擔(dān)任高級(jí)系統(tǒng)集成工程師一職,負(fù)責(zé)MTS各種地面車輛試驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用、培訓(xùn)及試驗(yàn)咨詢工作。在道路模擬系統(tǒng)、車輛動(dòng)力學(xué)測量系統(tǒng)試驗(yàn),硬件在環(huán)混合仿真、基于數(shù)值耐久的模型標(biāo)定應(yīng)用等方面積累了深厚的經(jīng)驗(yàn),是MTS地面車輛全球試驗(yàn)咨詢及系統(tǒng)集成專家組重要成員。