Bộ hiển thị kết quả chạy mô phỏng
- Hiển thị kết quả với hình ảnh động và đồ thị 3D trực quan.
- Có thể vẽ đồ thị theo các biến tùy chọn. Có hơn 500 bộ biến. Khả năng xuất dữ liệu sang các phần mềm khác, ví dụ như MatLab, Excel ...
Các lĩnh vực ứng dụng của CarSim
- Phanh ABS - Kiểm soát ổn định điện tử - Kiểm sốt hành trình thích ứng
- Hệ thống treo chủ động - Hệ thống lái trợ lực điện tử - Lái xe tự động - Rơ mooc kéo chống rung
- Phát hiện xe qua lại
- Hệ thống truyền động hybrid - Mô phỏng lái xe
- Công nghệ hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS) - Kỹ thuật đường bộ
- Công nghệ tương tác giữa Xe với Xe V2V - Công nghệ tương tác xe
- Cơ sở hạ tầng (Phương tiện đến Cơ sở hạ tầng V2I) - Nghiên cứu về tiết kiệm nhiên liệu
Các khả năng của CarSim
- Dự đoán chuyển động tổng thể của xe đối với:
- Kiểm soát lái xe - Tương tác với nền đường và khơng khí - Rất chính xác đối với các thử nghiệm mức độ hệ thống cho: - Phanh, thiết bị lái, gia tốc, độ ổn định
- Các thử nghiệm liên quan đến hệ thống xe - Rất dễ học và sử dụng
- Nhanh, hỗ trợ phần cứng trong vòng lặp (HIL) thời gian thực. - Làm việc tốt với các phần mềm thứ ba: MatLab, Simulink…
3.2 Hệ thống treo trên phần mềm Carsim
3.2.1 Các mơ hình của phần tử đàn hồi dùng trong Carsim.[5]
Màn hình Spring điều chỉnh các thơng số ảnh hưởng của lị xo hệ thống treo.
Hình 3.1 Đường đặc tính đàn hồi có tải và khơng tải
Có bốn phương pháp để mơ tả các lực tác dụng lên lị xo được mô tả trong thanh thả (1) dựa trên:
• Độ cứng của lị xo và lực ma sát. • Nội suy tuyến tính và ngoại suy. • Các đường cong nội và ngoại suy. • 2D nội suy và ngoại suy.
Các đường cong (2) và (3) thể hiện 2 trạng thái của lị xo khi nén có tải và khơng tải. Các giá trị tương ứng được hiển thị trong bảng (2) và (3) ở phía bên phải của màn hình. Quy mơ của chuỗi tương ứng với mỗi đường cong có thể được thay đổi trong hộp nhập liệu (4).
Trong các tính tốn cho hệ thống treo, đơi khi cần phải tính đến khả năng đàn hồi của lốp xe ảnh hưởng như thế nào đến rung động của xe. Màn hình Tỷ
lệ đi xe hiển thị hoạt động của chất đàn hồi khi tính đến ảnh hưởng của lốp xe.
Hình 3.2 Đường đặc tính đàn hồi có tính đến ảnh hưởng lốp xe
Các thông số hiển thị:
(1) Lực tác dụng của mặt đường khi chịu tải trọng, tức là phộ phận đàn hồi đang bị nén.
(2) Lực tác dụng của mặt đường khi không chịu tải trọng, hay bộ phận đàn hồi ở trạng thái nảy lên.
(3) Tỷ xích cho 2 đường đặc tính nén và nảy lên của hệ thống. (4) Độ cứng đàn hồi của lốp.
(5) Tổng khối lượng khơng được treo. Ở màn hình này, điểm khác biệt lớn so với màn hình Spring là có 4 đường cong đặc trưng khác nhau. Hai đường màu đen và nâu thể hiện đặc tính của chất đàn hồi có tính đến ảnh hưởng của vỏ xe. Hai đường màu xanh đỏ thể hiện đặc điểm khi chưa chịu tác động của lốp.
3.2.2 Hệ thống treo độc lập
Hình 3.3 Lựa chọn hệ thống treo
Với lựa chọn Indepedent, sử dụng hai màn hình cung cấp các thơng số động học: Suspension: Independent System Kinematics và Suspension: Independent Compliance, Spring, and Dampers
Với lựa chọn Independent (simple), chỉ một màn hình Suspension: Independent System được sử dụng để mô tả các thông số bánh xe, lò xo và giảm chấm của hệ thống treo.
a) Independent System Kinematics Động học của hệ thống treo có tính đến các tác động ngang và dọc của chuyển động bánh xe khi hệ thống treo chịu các dao động và ứng suất dọc. Các thông số ảnh hưởng bao gồm vị trí tâm quay của bánh xe, góc của bánh xe Camber, Caster ...
Các Thơng số hiển thị
(1) Tổng khối lượng không được treo : bao gồm khối lượng bánh xe, lốp, phanh và tất cả các phần tử chuyển động thẳng đứng cùng với bánh khi có tác động lên hệ thống treo.
Hệ số đối với 1 bộ phận của hệ thống lái: 1 bộ phận của khối lượng không được treo sẽ quay do góc của trục quay thay đổi khi bánh xe dẫn hướng quay, hệ số này thường vào khoảng 0,8, nếu để trống hộp dữ liệu, hệ thống sẽ có giá trị mặc định là 1.
(2) Moment quay quán tính: moment quay quán tính của cả 2 bánh xe trái phải, là tổng moment tính cho cả lốp và được xác định ở màn hình Tire.
(3) Chiều rộng cơ sở .
(4) Chiều cao tâm quay bánh xe.
(5) Độ dịch chuyển tâm của hệ thống treo theo phương ngang. (6) Góc Camber tĩnh.
(7) Góc Toe tĩnh.
(8) Lựa chọn độ nén khi chịu tải:
a. Độ nén tương ứng với độ nén của lò xo khi chịu tải. Với sự lựa chọn này, các giá trị của các đặc tính Camber, Toe và lị xo khơng thay đổi, khi các đặc tính của phần được treo bị thay đổi.
b. Nén mỗi bên dưới tải. Với lựa chọn này, các giá trị của góc Camber, Toe và các đặc tính của phần được treo khơng thay đổi khi thay đổi đặc tính lị xo
(9) Độ nén theo 2 phía trái, phải khi chịu tải.
(10) Đường dẫn đến bảng Dive Angle: thể hiện góc quay của hệ thống treo quanh trục bên nhìn từ 2 phía trái và phải. Góc Dive nhận giá trị dương khi chiều quay ngược chiều kim đồng hồ.
(11) Đường dẫn đến bảng Logitudinal Position: thể hiện sự dịch chuyển của tâm bánh xe theo phương dọc trục khi hệ thống treo chịu nén. Nhận giá trị dương khi sự dịch chuyển về phía trước.
(12) Đường dẫn đến bảng Camber Angle: thể hiện sự thay đổi góc Camber khi hệ thống treo bị nén.
(13) Đường dẫn đến bảng Lateral Position: thể hiện sự thay đổi của tâm bánh xe theo phương ngang khi hẹ thống treo chịu nén. Nhận giá trị dương khi sự dịch chuyển vào bên trong.
(14) Đường dẫn đến bảng Toe Angle: thể hiện sự thay đổi góc Toe khi hệ thống treo chịu nén.
b) Suspension: Independent Compliance, Spring, and Dampers
Hình 3.5 Suspension: Independent Compliance, Spring, and Dampers
Các thống số hiển thị:
(1) Lựa chọn thơng số đặc tính đàn hồi: a. Internal springs only:
(2). lựa chọn này đưa đường dẫn đến bảng Suspension: Ride Rate ( Spring + Tire) hoặc Suspension : Spring, trong đó:
(3). Điều chỉnh bộ phận đàn hồi ghế ngồi: hầu hết các xe hiện nay đều có bộ phận điều chỉnh ghế nâng cao lên hoặc hạ xuống. Tham số này nhận giá trị dương khi ghế được điều chỉnh nâng lên, và âm khi ngược lại.
b. Internal + external springs: lựa chọn này cho phép bổ sung thông số về lực ban đầu tác dụng lên bộ phận đàn hồi ngồi.
Hình 3.6 Internal + external springs
c. External springs only: lựa chọn này khác Internal + external springs là lực tác dụng lên bộ phận đàn hồi ngoài là lực nén ban đầu.
Hình 3.7 External springs only
(2) Đường dẫn đến bảng Suspension: Ride Rate ( Spring + Tire) hoặc Suspension : Spring.
(3) Điều chỉnh bộ phận đàn hồi ghế ngồi.
(4) Đường dẫn đến bảng Suspension: Shock Absorber.
(5) Đường dẫn đến bảng Suspension: Jounce and Rebound Stops.
(6) Tỷ số dịch chuyển khi nén bộ phận đàn hồi so với giá trị đo được tại tâm bánh xe. Giá trị này trong khoảng 0.5 đến 1 .
(7) Tỷ số dịch chuyển bộ phận giảm chấn so với giá trị đo được tại tâm bánh xe. Giá trị này trong khoảng 0.5 đến 1.
(8) Tỷ số dịch chuyển khi nén của cao su giảm chấn so với giá trị đo được tại tâm bánh xe.
(9) Tỷ số dịch chuyển khi nảy lên của cao su giảm chấn so với giá trị đo được tại tâm bánh xe.
(10) Đường dẫn đến bảng Suspension: Auxiliary Roll Moment hoặc Suspension: Measured Total Roll Stiffness.
(11) Tham số giảm chấn của thanh ổn định. Ô tham số này thể hiện tỷ số giữa tổng moment quay giảm chấn và moment giảm chấn của một ống giảm chấn.
(12) Hệ số thay đổi góc Toe khi lực dọc tác dụng lên lốp thay đổi. Lực dọc khi xe chạy thẳng có xu hướng đẩy hệ thống treo về phía trước, và đẩy bánh lái vào trong làm thay đổi góc Toe. Ơ tham số này nhận giá trị dương tương đối nhỏ.
(13) Hệ số thay đổi góc lái khi lực bên tác dụng lên lốp thay đổi. Tay lái của bánh xe dẫn hướng có xu hướng nghiêng về phía trước tại nơi giao nhau giữa lốp và mặt đường, làm cho góc lái mang giá trị âm. Trên bánh xe khơng dẫn động, góc này bằng khơng.
(14) Hệ số thay đổi góc lái . Các chi tiết của hệ thống treo chịu ảnh hưởng khi góc lái thay đổi.
(15) Hệ số thay đổi góc Camber khi lực dọc thay đổi. (16) Hệ số thay đổi góc nghiêng khi lực bên thay đổi. (17) Hệ số thay đổi góc nghiêng.
(18) Hệ số dịch chuyển dọc của tâm bánh khi lực dọc thay đổi. Sự dịch chuyển này cùng phương và chiều với lực nên tham số này cũng thường có giá trị dương.
(19) Hệ số dịch chuyển bên của tâm bánh khi lực bên thay đổi.
(20) Lực ban đầu tác dụng lên lò xo ngồi. Ơ tham số này sẽ xuất hiện khi lựa chọn thứ 2 hay 3 ở ô tham số (1).
(21) Lực nén của lị xo ngồi. Ơ tham số này sẽ xuất hiện khi lựa chọn thứ 3 ở ơ tham số (1).
Hình 3.8 Màn hình thiết lập hệ thống treo đơn giản
Các thơng số hiển thị:
(1) Tổng khối lượng không được treo. Phần khối lượng dẫn hướng: được tính cho một phần khối lượng không bị gián đoạn sẽ quay do thay đổi góc kingpin như bánh xe, phanh, khớp bi. Giá trị này là khoảng 0,8. Nếu để trống, hệ thống sẽ mặc định là 1.
(2) Moment quay quán tính một bánh xe: là tổng moment quán tính của cả lốp, và được xác định ở màn hình Tire.
(3) Chiều rộng cơ sở.
(4) Chiều cao tâm quay vòng. (5) Chiều cao tâm quay bánh xe.
(6) Độ dịch chuyển tâm hệ thống treo nếu bánh xe không đối xứng.
(7) Tỷ số dịch chuyển tâm quay bánh xe so với độ dao động hệ thống treo. (8) Tỷ số lực thẳng đứng so với lực phanh.
(9) Đường dẫn đến bảng Suspension: Spring hoặc Suspension: Ride Rate (Spring + Tire) .
(11) Đường dẫn đến bảng Suspension: Auxiliary Roll Moment hoặc Suspension: Measured Total Roll Stiffness.
(12) Tỷ số dịch chuyển của bộ giảm chấn và bộ đàn hồi. (13) Độ dịch chuyển của bộ giảm chấn ghế ngồi.
(14) Thông số giảm chấn của thanh ổn định. Hộp thông số này biểu thị tỷ số giữa tổng mômen cản và mômen tắt dần của ống giảm chấn.
(15) Hệ số thay đổi góc Toe khi lực dọc lốp thay đổi. Lực dọc khi ơ tơ đi thẳng có xu hướng đẩy hệ thống treo về phía trước, và đẩy vơ lăng vào trong làm thay đổi góc Toe. Ơ tham số này nhận một giá trị dương tương đối nhỏ.
(16) Hệ số thay đổi góc lái khi lực bên tác dụng lên lốp thay đổi. Tay lái của bánh xe dẫn hướng có xu hướng nghiêng về phía trước tại nơi giao nhau giữa lốp và mặt đường, làm cho góc lái mang giá trị âm. Trên bánh xe khơng dẫn động, góc này bằng khơng.
(17) Hệ số thay đổi góc lái . Các chi tiết của hệ thống treo chịu ảnh hưởng khi góc lái thay đổi.
(18) Hệ số dịch chuyển tâm bánh xe khi lực dọc thay đổi. (19) Hệ số thay đổi góc Camber khi lực dọc thay đổi. (20) Hệ số thay đổi góc nghiêng khi lực bên thay đổi. (21) Hệ số thay đổi góc nghiêng.
(22) Hệ số dịch chuyển tâm quay bánh xe khi lực bên thay đổi. (23) Lựa chọn độ nén khi chịu tải:
a. Độ nén tương ứng với độ nén của lò xo khi chịu tải. Với sự lựa chọn này, các giá trị của các đặc tính Camber, Toe và lị xo không thay đổi, khi các đặc tính của phần được treo bị thay đổi.
b. Độ nén mỗi bên khi chịu tải. Với lựa chọn này, các giá trị của góc Camber, Toe và các đặc tính của phần được treo khơng thay đổi khi thay đổi đặc tính lị xo.
(24) Đường dẫn đến bảng Suspension: Toe Angle: thể hiện sự thay đổi giá trị góc Toe khi hệ thống treo bị nén.
(25) Đường dẫn đến bảng Suspension: Camber Angle. (26) Góc camber tĩnh.
(27) Góc toe tĩnh.
(28) Ma sát của bộ đàn hồi.
3.2.3 Hệ thống treo phụ thuộc:
a) Solid Axle Suspension Kinematics:
Hình 3.9 Màn hình thiét lập động học hệ thống treo phụ thuộc
Hệ thống treo phụ thuộc nối dầm cầu với thân xe và chỉ có hai phương dao động tác động đến khối lượng hệ thống treo là trục tung và trục quay. Các bộ giảm xóc và chất đàn hồi trên hệ thống treo sẽ hấp thụ lực dọc và lực quay. Hiển thị thông số:
(1) Chiều cao tâm quay bánh xe. (2) Chiều rộng cơ sở.
(3) Chiều cao trọng tâm.
(4) Độ dịch chuyển tâm của hệ thống treo.
(6) Đường dẫn đến bảng Animator: Shape file Link. (7) Tổng khối lượng không được treo.
(8) Moment qn tính quay vịng và moment qn tính lật. (9) Moment quán tính bánh xe.
(10) Lựa chọn đặc tính dao động
Hình 3.10 Lựa chọn đặc tính dao động
- Dao động sẽ được xác định ở bảng đặc tính của bộ phận giảm chấn. - Thiết lập bảng đặc tính dao động mới.
(11) Độ nén bộ đàn hồi khi có tải.
(12) Đường dẫn đến bảng Suspension: Dive Angle góc quay của khối lượng không được treo so với khối lượng treo.
(13) Đường dẫn đến bảng Suspension: Longitudinal Position sự thay đổi vị trí theo chiều dọc của điểm giữa đường nối 2 tâm quay bánh xe khi hệ thống treo bị nén.
(14) Đường dẫn đến bảng Suspension: Lateral Position sự thay đổi vị trí theo chiều ngang của điểm giữa đường nối 2 tâm quay bánh xe khi hẹ thống treo bị nén.
(15) Đường dẫn đến bảng Susspenssion: Laterral Position with Roll sự thay đổi vị trí theo chiều ngang của điểm giữa đường nối 2 tâm quay bánh xe do sự quay của cầu.
(16) Góc Toe tĩnh. (17) Góc Camber tĩnh.
Hình 3.10 Màn hình thiết lập thông số hệ thống treo phụ thuộc
Các thông số hiển thị:
(1) Lựa chọn thơng số đặc tính đàn hồi:
a. Internal springs only: lựa chọn này đưa đường dẫn đến bảng Suspension: Ride Rate ( Spring + Tire) hoặc Suspension : Spring
b. Internal + external springs: lựa chọn này cho phép bổ sung thông số về lực ban đầu tác dụng lên bộ phận đàn hồi ngoài.
c. External springs only: lựa chọn này khác Internal + external springs là lực tác dụng lên bộ phận đàn hồi ngoài là lực nén ban đầu.
(2) Đường dẫn đến bảng Suspension: Ride Rate ( Spring + Tire) hoặc Suspension : Spring
(3) Điều chỉnh bộ phận đàn hồi ghế ngồi: hầu hết các xe hiện nay đều có bộ phận điều chỉnh ghế nâng cao lên hoặc hạ xuống. Tham số này nhận giá trị dương khi ghế được điều chỉnh nâng lên, và âm khi ngược lại.
(4) Đường dẫn đến bảng Suspension: Shock Absorber.
(5) Đường dẫn đến bảng Suspension: Jounce and Rebound Stops.
(6) Tỷ số dịch chuyển khi nén bộ phận đàn hồi so với giá trị đo được tại tâm bánh xe. Giá trị này trong khoảng 0.5 đến 1 .
(7) Tỷ số dịch chuyển bộ phận giảm chấn so với giá trị đo được tại tâm bánh xe. Giá trị này trong khoảng 0.5 đến 1.
(8) Tỷ số dịch chuyển khi nén của cao su giảm chấn so với giá trị đo được tại tâm bánh xe.
(9) Tỷ số dịch chuyển khi nảy lên của cao su giảm chấn so với giá trị đo được tại tâm bánh xe.
(10) Khoảng cách của bộ đàn hồi. (11) Khoảng cách của bộ giảm chấn. (12) Khoảng cách giữa cao su đàn hồi. (13) Khoảng cách giữa cao su giảm chấn.
(14) Đường dẫn đến bảng Suspension: Auxiliary Roll Moment hoặc Suspension: Measured Total Roll Stiffness.
(15) Thông số giảm chấn của thanh ổn định. Hộp thông số này biểu thị tỷ số giữa tổng mômen cản và mômen tắt dần của ống giảm chấn.
(16) Hệ số thay đổi góc Toe khi lực dọc lốp thay đổi. Lực dọc khi ô tô đi thẳng có xu hướng đẩy hệ thống treo về phía trước, và đẩy vơ lăng vào trong