Vehicle Body Total Road Load

汽车总负载模块

作用： 使用滑行测试产生的系数来描述车辆运动
原理公式：
$$F_{road}=a+b\dot{x}+c\ddot{x}+mg\sin \theta$$
$$F_{total}=m\ddot{x}+F_{road}$$
式中：

• $F_{road}$ 为总负载力 （ForceTot）
• $F_{total}$ 为总牵引力 （PwrTot）
• $\dot{x}$ 为纵向速度（xdot）
• $a$为静态滚动阻力
• $b$为动态滚动阻力系数与传动系统粘性阻力系数之和
• $c$为风阻系数
• $m$为汽车总质量
• $g$为重力加速度
• $\theta$为坡度角（grade）

Vehicle Body 1 DOF Longitudinal

汽车纵向运动一自由度模型

作用：使用双轴模型描述车辆正反向运动，相对于前一个模块，该模块完善了空气阻力的公式，并且考虑了前后轴负载在加减速等情况下的分配问题。忽略了牵引力和滚动阻力等的计算，它们的合力称为纵向力
原理公式：

$$m{\dot{V}}_x=F_x-F_d-mg\cdot \sin \gamma$$

$$F_x=N_f{F}_{xf}+N_r{F}_{xr}$$

$$F_d=\frac{1}{2}{C}_d\rho A(V_x+V_w{)}^2\cdot sgn(V_x+V_w)$$

$$F_{zf}=\frac{-h\left(F_d+mg\sin \gamma +m{\dot{V}}_x\right)+b\cdot mg\cos \gamma }{N_r\left(a+b\right)}$$

$$F_{zr}=\frac{+h\left(F_d+mg\sin \gamma +m{\dot{V}}_x\right)+a\cdot mg\cos \gamma }{N_r\left(a+b\right)}$$

$$N_f{F}_{zf}+N_r{F}_{zr}=mg\cos \gamma$$
式中：

• $F_{xf},F_{xr}$为地面作用在单个前（后）轮上的总的纵向作用力（FwF,FwR）
• $F_{zf},F_{zr}$为地面作用在,单个前（后）轮上的负载反作用力（FzF,FzR）
• $F_d$为风阻力
• $V_x$车辆的速度，大于零时正向移动，小于零时负向移动
• $V_w$风速，绝对量，相对于地球坐标系
• $N_f,N_r$前轮数量，后轮数量
• $\gamma$坡度角
• $m$汽车质量
• $a,b$前后轴与质心的距离
• $h$ 质心与地面的距离
• $C_d$ 风阻系数
• $A$ 正面迎风面积
• $\rho$空气密度
• $g$重力加速度
  注： 牵引力和滚动阻力合力成总的纵向作用力，实际上当牵引力为负时，其又名制动力。

Vehicle Body 3DOF Single Track

汽车三自由度单轨模型

描述：汽车三自由度运动包括纵向、横向和偏航，单轨模型质心在前轴和后轴的中心线上。其不考虑横向载荷分配。

模块输入端口：

• WhlAngF — Front wheel steering angles，前轮转角${\delta }_F$
• WhlAngR — Rear wheel steering angles，后轮转角 ${\delta }_R$
• xdotin — Longitudinal velocity，汽车纵向速度
• FwF — Total force on the front wheels，地面对单个前轮的总的纵向力
• FwR — Total force on the rear wheels，地面对单个后轮的总的纵向力
• WindXYZ — Wind speed各方向风速，世界坐标系 x,y,z
• Mu — Tire friction coefficient，摩擦系数
• Fext — External force on vehicle CG，个方向对质心的力，车辆坐标系
• Mext — External moment about vehicle CG，各方向对质心的转矩，车辆坐标系

模块输出端口：

• Info — Bus signal
• xdot — Vehicle longitudinal velocity，汽车纵向速度
• ydot — Vehicle lateral velocity，汽车横向速度
• psi — Yaw，汽车的偏航角
• r — Yaw rate，汽车偏航角速度
• FzF — Normal force on front wheels，地面对前轮的法向支持力
• FzR — Normal force on rear wheels，地面对后轮的法向支持力

最后

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