Matlab精细建模之车辆纵向动力学（下）

上节介绍了汽车纵向动力学的滚动阻力精细建模，本节将对车辆纵向力的精细建模进行探讨。在一般的车辆动力性经济性仿真中，只需要给定一个总的纵向力输入即可，如果想通过单独的驱动力、制动力接口作为输入，则需要补充额外的驱动力、制动力计算模型。

有人可能会问，驱动力、制动力直接通过油门踏板、制动踏板深度近似计算不是很方便吗？这样建模的基本思路没有问题，但是在一些特殊工况会出现很大的偏差。例如，车辆处于静止状态，踩刹车后，车辆一定会有制动力吗？

本文重点对地面制动力进行精细建模，满足多种工况使用需求，尤其是静止状态下地面制动力的计算。

对地面制动力建模，主要分为车辆运动状态和车辆静止状态，所以可以进行分工况建模。

1） 车辆运动：地面制动力的方向与车速方向相反，大小等于制动器制动力；

2） 车辆静止：地面制动力的方向与车辆运动趋势方向相反，大小等于车辆实际驱动力与制动器制动力取小。

理解了上述关系，我们可以搭建以下的车辆纵向力计算模型。

输入量：

1） 车辆驱动力：数值大小与油门开度正相关，有符号，正负分别代表向前、向后驱动；

2） 制动器制动力：数值大小与油门开度正相关，无符号；

3） 车速：有符号，正负代表车辆向前、向后运动；

4） 车辆负载：滚阻、风阻、坡阻之和，有符号，正负分别代表向后、后前。

输出量：

1） 车辆纵向力：车辆驱动力与地面制动力之差，有符号，正负分别代表向前、后向驱动。

2） 地面制动力：地面对车辆的制动力，有符号。

上述模型与上节纵向力模型可以组装为一个新的纵向动力学模型。

下面做两个工况仿真来进行模型验证。

工况1：车辆静止，给定车辆驱动力为250N，制动器制动力从0到200线性变化。

可以看出，地面制动力先随制动器制动力增加，车速先正向增大后减小至0，车辆停止后地面制动力维持不变，等于驱动力与负载力之差，符合设计。

工况2：车辆静止，给定车辆驱动力为-250N，制动器制动力从0到200线性变化。

结果与正向驱动一致。

以上，介绍了车辆纵向力的精细建模过程，主要考虑静态、动态等不同情况下地面制动力的计算方法。

通过这两节的简单内容，希望可以帮助加深大家对精细建模的理解，在自己的领域需要优化局部细节模型，或者需要拓宽模型应用领域时，可以基于对物理过程的理解、总结，实现模型的精细优化。