VeSyMA Suite
Bibliotek för modellering och analys av fordonsystem

• CAN-bus-liknande controlBus för distribution av fordonsdatasignaler
• Multibody ideala manuella, automatiska eller automatiserade manuella dubbelkopplingsväxellådsmodeller
• Kartlagda bensin- och dieselmotormodeller inklusive multibody- och friktionseffekter
• Variabel bränsletankmassa med dynamisk tyngdpunktsläge och tröghet
• 1D oberoende bromsmodeller, från idealiserade till hybridkompatibla, brake-by-wire och pseudo-hydrauliska modeller med enkel/dubbel cylinder
• Tabellbaserad DC-motor med statiska och dynamiska SOC (state-of-charge) batterimodeller
• 1D drivlina, inklusive FWD, RWD och 4WD layouter
• Öppna och slutna förarmodeller kapabla till longitudinell kontroll av fordon med förladdade standardkörcykler: NEDC (komplett, urban och extra urban), Artemis (standard och 130) och FTP 75 (ETA City) cykeln

Fordonsmallmodeller som finns i VeSyMA-biblioteket visar olika fordonskonfigurationer, från standardfordon med en förbränningsmotor till hybrid-el- och helt eldrivna fordon.

Designad med en modulär strategi kan subsystemmodeller av olika media och/eller komplexitet användas i samma mallmodell, vilket gör att alla VeSyMA-tilläggsbibliotek är kompatibla med varandra. Utöver detta delar varje mall en gemensam basklass; olika fordon med varierad layout är kompatibla på experimentets toppnivå, vilket innebär att fordon enkelt kan bytas in och ut ur experiment och testas rygg mot rygg.

VeSyMA fordonsmodeller består av följande subsystemkomponenter:

• 4 separata hjul-/däckmodeller
• Karossmodell
• Separata fram- och bakrammodeller
• Separata fram- och bakaxelmodeller
• Bromsmodell
• Drivlinemodell
• Växellådsmodell
• Motormodell (i tillämpliga fall)
• Drivlinans fästesmodell
• Motorns kylsystem (i tillämpliga fall)
• Front of Engine Accessory Drive (FEAD) modell (i tillämpliga fall)
• Smörjningsmodell (i tillämpliga fall)
• Bränsletank (i tillämpliga fall)
• Batterimodell (i tillämpliga fall)
• Motormodell (i tillämpliga fall)
• Elmotorväxellåda (i tillämpliga fall)

• Utveckling av styrsystem med detaljerade fysiska modeller av förbränningsmotorer.
• Stöder gnisttändnings- och kompressionständningsmotorer som medelvärdes- eller vevvinkelupplösta modeller.
• Inkluderar turbo- och kompressormodeller för motorer med tvångsmatning.
• Fångar motorns fulla transienta respons (luftflöde, multibody- och 1D-mekanik och termiska effekter).
• NVH- och prestandaanalys i fordon när den kopplas till drivline- och fordonsdynamikbiblioteken.
• Fysisk felinsättning.
• Minskning av dyno-testtid.
• Repeterbara virtuella testförhållanden.
• Realtidsförmåga.
• Animation är inbyggd i modellerna.
• Efterbehandling.

Medelvärdesversionen förutsäger det cykelmedelvärdesluftflöde och vridmoment som produceras av motorn.

Cylindermassflödeshastigheterna beräknas genom en ekvationsbaserad metod som gör att motorkapaciteten kan skalas inom rimliga gränser. Detta möjliggör downsizing-studier med hjälp av biblioteket.

Förbrännings- och utsläppsmodelleringen är kartbaserad med insugstryck och motorvarvtal som primära ingångar till kartorna med ytterligare korrigeringar för tändningstidpunkt och luft/bränsleförhållande.

Denna version av motorbiblioteket är särskilt lämplig för körbarhetsanalys där effekten av gaspådragstransienter på drivlinans beteende undersöks. Dessutom är denna version av biblioteket också lämplig för undersökningar av katalysatorns uppvärmning.

Den vevvinkelupplösta versionen förutsäger de cykliska variationerna för luftflöde och vridmoment. Detta är en utökning av medelvärdesversionen av biblioteket.

Förbränningsvärmeutvecklingen modelleras genom en tvåzons prediktiv modell eller en Wiebe-modell med tabellbaserade koefficienter. Tabellen definierar Wiebe-modellens koefficienter vid olika motorvarvtal, belastningar och luft/bränsleförhållanden. Både kompression- och gnisttändningsvärmeutvecklingsmodeller finns tillgängliga. Portbränsle och direktinsprutning stöds också.

Flödet genom motorblocket dikteras av ventilgeometrin och öppningsegenskaperna samt kolv-cylinderenhetens modell. Ventil- och tändningstidpunktseffekter på vätskedynamiken och förbränningsmodellen innebär att motorns prestanda kan undersökas med denna version av biblioteket.

Denna version av motorbiblioteket är särskilt lämplig för NVH-analys av drivlinan, fästesexcitationer, start och detaljerad friktionsmodellering.

• Dubbla länkarmfjädringsmodeller med antingen pushrod/pullrod eller direkt fjäderaktivering.
• Stel axel med truck arms och panhardstag för NASCAR
• Kinematiska modeller med valfri eftergivlighet i spindelleder, styrstag, krängningshämmarlänkar, pushrods, inre fästen.
• Fjädringsmekanismerna inkluderar ett komplett utbud av justeringsbrickor, applicerade på ett fysiskt realistiskt sätt genom att definiera brickstorlekar.
• Alla modeller är optimerade för att köras i realtid för att stödja hårdvara, mjukvara och driver-in-the-loop-simuleringar.
• Experiment för inställningsberäkning ger en bekväm metod för att bestämma de justeringar som krävs för en önskad fordonsinställning.
• Pacejka däckmodeller som inkluderar däcktryck och aerodynamiska effekter.
• Ett antal aerodynamiska modeller finns tillgängliga för att implementera karossens och vingens aerodynamiska effekt på chassit.
• Tillgång till alla experiment och förarmodeller som finns i VeSyMA Suspensions.

VeSyMA Motorsports-biblioteket tillhandahåller en omfattande samling av dubbla länkarmfjädringskonfigurationer för racingapplikationer med öppna hjul, såsom Formel 1, IndyCar och liknande fordonskonfigurationer. Modellerna inkluderar alternativ för pushrod- och pullrod-aktivering med många inre fjädringsarrangemang.

De inre fjädringsmodellerna består av kombinationer av körfjädrar, dämpare, hävfjädrar, monoshock, inerter och krängningshämmarsystem samt vippmekanismen. Dessa optimerade fjädringsmodeller möjliggör realtidskörning utan ytterligare detaljerat arbete av användaren.

Alla fjädringsmodeller som levereras i VeSyMA Motorsports har ett komplett utbud av justeringar, som implementeras på ett fysiskt realistiskt sätt genom tillägg av justerbara brickor. Mekanismerna inkluderar också fjäderförspänningsjusterare. Experiment för inställningsberäkning kommer automatiskt att bestämma de justeringar och förspänningar som krävs för att uppnå ett specificerat inställningsmål.

Geometridata används i fjädringsmodellerna för bekväm parametrisering via ett enda gränssnitt. Biblioteket tillhandahåller ett enkelt verktyg för att enkelt låta inställningsresultaten fångas in i en ny geometridata. Denna metod gör att användaren snabbt kan ändra geometrin och inställningen som tillämpas på en fordonsmodell.

VeSyMA Motorsports inkluderar stöd för NASCAR där den främre fjädringsmodellen är en dubbel länkarmfjädring med yttre fjädrar och dämpare men använder samma optimerade realtidskapacitet som de andra versionerna av biblioteket. Den bakre truck arm-fjädringsmodellen har utvecklats och optimerats för att vara realtidskapacitet.

Biblioteket inkluderar generaliserade inställningsprocedurer med metoder för att möjliggöra anpassning av experimenten för att matcha ditt eget teams process. Dessa experiment tillåter justering av hörnvikter, ramhöjder och hjulvinklar (toe och camber).

För sportbilsracing och högpresterande applikationer tillhandahåller biblioteket dubbla länkarmfjädringskonfigurationer med direktverkande fjädrar, dämpare och krängningshämmare.

Alla fjädringsmodeller som levereras i VeSyMA Motorsports har ett komplett utbud av justeringar, som implementeras på ett fysiskt realistiskt sätt genom tillägg av justerbara brickor. Mekanismerna inkluderar också fjäderförspänningsjusterare. Experiment för inställningsberäkning kommer automatiskt att bestämma de justeringar och förspänningar som krävs för att uppnå ett specificerat inställningsmål, dessa är tillgängliga för både halva bil- och fulla chassimodeller.

Geometridata används i fjädringsmodellerna för bekväm parametrisering via ett enda gränssnitt. Biblioteket tillhandahåller ett enkelt verktyg för att enkelt låta inställningsresultaten lagras i en ny post. Denna metod gör att användaren snabbt kan ändra geometrin och inställningen som tillämpas på en fordonsmodell.

Detta bibliotek tillhandahåller fordonskarossmodeller specifikt för motorsportapplikationer, som inkluderar ballastplatser och aerodynamikmodeller med separata kaross-, fram- och bakvingar. De aerodynamiska exemplen använder antingen enskilda koefficienter eller uppslagstabeller för bekväm parametrisering, men mallarna och komponenterna kan användas och modifieras om en mer komplex aerodynamisk modell skulle behövas.

• Detaljerad drivlinemodellering med effektiv simulering som ett multibody-system.
• Inkluderar motor-, växellåds-, drivline- och chassimodeller för komplett fordonssimulering.
• Bygg komplexa mekaniska system från individuella element som lager, axlar, växlar, kopplingar, leder och monteringssystem.
• Utvärdera 3D-växelmaskkrafter, lagerbelastningar och förluster.
• Axlar med ett stort antal linjära och icke-linjära eftergivlighetsegenskaper.
• Longitudinella chassimodeller med Pacejka däckslir och enkel fjädring med pitch och bounce.
• Kompatibel med Vehicle Dynamics-biblioteket, Engines, Powertrain och SmartElectricDrives-biblioteken.
• 3D-effekter (vridmomentreaktioner, gyroskopiska effekter etc.).
• Snabbare simuleringsprestanda än standard multibody-biblioteket.
• Flexibel implementering.
• Mycket konfigurerbar med brett utbud av komponenttrohet.

Biblioteket tillämpas i många olika applikationer enligt följande:

• Fordons prestanda, bränsleekonomi och körbarhetsbedömning som fångar drivlinans fulla rörelse
• Hårdvaruspecifikation – komplett vridningsegenskap för växellåda och drivlina
• Konceptuell arkitekturdesign – effektivitetsstudier
• Optimering av styrsystem med detaljerade fysiska modeller av hela fordonet
• Modalanalyse av drivlinan* för att förutsäga vridningsexitationsmoder, t.ex. shuffle
• Växlingskvalitet och känsla – detaljerade komponenter för att fånga dynamiken i växlingssystemet
• Drivlina-chassi-interaktion – PTDynamics är fullt kompatibelt med Vehicle Dynamics-biblioteket, vilket gör det möjligt att analysera interaktionen mellan chassit och drivlinan

• Motorer: Kartbaserad motormodell för vridmomentgenerering, utsläpp och bränsleförbrukningsberäkning. Enkla motorstyrenheter ingår också för tomgångsvarvtal och bränslekontroll.
• Växellåda: Vridmomentomvandlare, retarder, växlingsmekanismer inklusive synkroniseringsdon, spärrar och växlingscylindrar. Drivlinans fästen ingår med olika frihetsgrader och eftergivlighetsegenskaper.
• Drivlinor: Samling av exempel och experiment sammansatta från exempelsmodeller från axel-, led- och differentialpaket.
• Chassi: Enkelt chassi med pitch- och rollfrihetsgrader samt linjära och Pacejka däckmodeller ingår för longitudinell dynamik. Olika vägdefinitioner ingår också.
• Kopplingar: Många komponenter för modellering av vridmomentöverföring i ett brett utbud av kopplingslement. Våta och torra lamellkopplingar, kon-, band- och klokopplingar ingår, från enkla till komplexa geometridefinierade responser.
• Differentialer: Mallar och exempel på växel-, lager- och axelarrangemang för ett brett utbud av differentialarrangemang (öppna och Torsen) inklusive slirkontrollenheter.
• Växlar: Växelmaskmodeller med 3D-kraftberäkningar med valfri glapp, maskstyvhet och effektivitet för raka och snedskurna kugghjul. Många planetväxelkonfigurationer ingår också, konfigurerbara för olika nivåer av trohet. Enkla kedjedrivningsmodeller ingår också.
• Leder: Multibody-modeller av ett brett utbud av leder som finns i kraftöverföringssystem, inklusive konstanta hastighets-, universal- och dykleder.
• Axlar: Många alternativ för enhetliga och kompositaxlar ingår med ett brett utbud av vridningsegenskaper från styva och enkla linjära till icke-linjära plastiskt deformerbara egenskaper ingår med en beräkningseffektiv multibody-metod.
• Linjärisering: Paket för linjär systemanalys med funktioner för naturlig frekvensanalys och plottning.
• Bromsar: Enkla skivbromsmodeller ingår.
• Förare: Öppna och slutna förare tillgängliga för körcykel och enkla källmanövrer samt specifika TipIn- och idiotstarttester.

• Fullständiga fordonsdynamiska experiment med öppna och slutna manövrer
• Pacejka MF 6.1/6.2 däckmodeller med F-Tyre-stöd (alternativ för multitrådning)
• 4/7 post rigg experiment plus K&C tester
• Fullständiga multibody-parametriserade fjädringslänkmodeller
• Klumpade länkage eftergivlighetsmodeller
• Individuella monteringsbussningar för länkage och krängningshämmare
• 3D-vägmodeller inklusive både hög- och lågfrekventa/amplitudfunktioner
• Tabellbaserade fjädringar och aggregerade leder stöder realtidsapplikationer
• Slutna och öppna förarmodeller
• Fullt uppbyggda exempel på fordonsmodeller

För att underlätta utvecklingen av realtidsmodeller har alla fjädringslänkage i Suspensions-biblioteket optimerats för prestanda. Stor omsorg har lagts vid att säkerställa att den tillståndsvalsstrategi som används i varje länkagemodell ger snabbast möjliga simuleringshastighet utan dynamiska tillstånd i modellen.

Utöver detta innehåller Suspensions-biblioteket innovativa aggregerade ledmodeller, som är specifikt designade idealiserade leder för realtidsapplikationer. Med ett annorlunda koncept för kraft- och vinkelberäkning är aggregerade leder beräkningsmässigt effektivare än standard multibody-leder.

I biblioteket ingår också möjligheten att mappa ett multibody-fjädringslänkage och generera en tabellbaserad approximation. Ett komplett komplement av datainsamlingsexperiment tillsammans med relevanta insamlingsfunktioner innebär att processen är lika enkel som att utse den önskade länkagemodellen som ska mappas, ställa in utdata parametrar och klicka på kör.

På grund av det gemensamma ursprunget med VeSyMA-biblioteket är alla fordonsmodeller byggda från Suspensions-biblioteket kompatibla med realtidssimulatormallarna som finns i Driver-in-the-Loop (DiL)-biblioteket.

Utöver komplementet av ideala multibody-länkage tillhandahålls även exempel på icke-linjära eftergivliga och bussade länkagemodeller. Eftersom länkagemallarna har utformats för att stödja både ideala leder och bussade leder utöver styva och linjära eftergivlighetsblock, kan alla länkagemodeller formas till eftergivliga länkage.

Linjära, icke-linjära och frekvensberoende bussningar finns tillgängliga i Suspensions-biblioteket med en inbyggd förspänningsjusterare, som beräknar förspänningskrafterna för bussningarna för att säkerställa att länkagemodellen där bussningen används initieras utan avböjning i bussningarna utöver en tolerans som användaren ställer in i justeringsprocessen.

Länkageeftergivligheten är klumpad i armfästet och fjäderbensfästpunkterna, för att möjliggöra att K&C (kinematiska och eftergivlighets) effekter kan fångas. Ett urval av eftergivlighetsblock finns tillgängliga för användning, från enskilda frihetsgrader för translationell eller rotationell rörelse till fulla 6 DOF-block. Både standard eftergivlighetsblock som använder fjäderdämpare och mer beräkningseffektiva kvasi-statiska versioner finns tillgängliga.

Individuella kvartsbil- och halvbilskinematikexperiment möjliggör optimering av fjädringsgeometrin. Alla vanligen använda fjädringslänkage ingår som modeller:

• Multilänk Hybrid
• Dubbel länkarm
• MacPherson
• Multilänk (endast bak/icke-styrd)
• Trapets (endast bak/icke-styrd)
• Släparm (endast bak/icke-styrd)

Ett urval av fullständiga fordonsexperiment finns tillgängliga i Suspensions-biblioteket, komplett med kalibrerade förarmodeller och analysskript laddade i experimenten som kommandon. Dubbla filbytes-, J-sväng- och Fishhook-experimenten följer relevanta ISO- och NHTSA-standarder. De inkluderade experimenten är:

• Accelerationstest
• Coastdown-test
• Bromstest
• Bromstest på delad mue/delad friktionsvägbana
• Dubbelt filbytestest
• Dubbelt filbytestest på en ojämn väg
• Slalomtest
• Slalomtest med ESP (Electronic Stability Programme) utrustat fordon
• J-svängtest
• Fishhook-test
• Styrramptest
• Figur 8 sluten slinga test
• Bankad cirkel sluten slinga test
• Ojämn väg med stora trottoarkanter test

Utöver dessa tester finns även ett urval av fordonsriggexperiment tillgängliga:

• 7-post rigg
• 4-post rigg med variabel normalriktning
• Enkelpost rigg
• Lateral dragkraft K&C test
• Pull down K&C test
• Fullständigt fordonseftergivlighetstest

• Möjliggör användning av rFpro spårdata i Dymola-simuleringar
• Säkerställer konsekvens mellan körsimulatorn och offline-simuleringen
• Ger stöd för både standard- och högupplösta spårmodeller som levereras av rFpro
• Inkluderar stöd för alla däckkontaktmetoder som stöds av rFpro TerrainServer
• Ger även stöd för ytterligare markkontaktpunkter som kan hämtas för att ge en detaljerad representation av ytan under fordonet