6.2.3.1 直线控制性CAE仿真与优化

直线控制性是汽车操纵稳定性的重要组成部分，也是驾驶人能否轻松舒适地驾驶汽车的先决条件。汽车的直线控制性CAE仿真优化主要包含车体纵倾运动控制能力仿真、直线行驶可控性仿真、侧风敏感性仿真及跑偏仿真分析四个方面。

1）车体纵倾运动控制能力仿真分析，它主要考察汽车加减速时车体俯仰动作控制能力。车体纵倾动作控制能力仿真分析主要评估悬架抗纵倾特性设计是否合理。悬架抗纵倾特性的设计要兼顾抗纵倾以及冲击乘坐舒适性，尤其是前悬架。车体纵倾运动控制能力仿真建模、分析及评价关重要点，见表6-1。

2）直线行驶可控性主要反映车辆中高车速下小幅调整方向变换车道时的转向性能，一般通过转向盘中间位置操纵稳定性仿真工况来模拟，该仿真设置与ISO转向盘中间位置操纵感试验一致。直线行驶可控性主要通过该工况下转向盘转角、转向盘力矩、横摆角速度、侧向加速度四者之间相互关系来表征。直线行驶可控性仿真建模、分析及评价关重要点，见表6-2。

3）汽车在直线行驶过程中，不可避免地受到各种干扰因素影响，这些影响因素可能来自路面不平（接缝、井盖、沟痕和起伏等）、气动阻力（侧风敏感性和气流敏感性），故车辆直行抗干扰能力不容忽视。侧风敏感性一般作为车辆直线抗干扰能力的重要评估手段，优异的车辆侧风敏感性需要底盘性能工程师与空气动力学设计工程的共同努力。侧风敏感性仿真过程如下，车辆以恒定车速直线行驶，侧风在某个时间点开始作用，持续一段时间后结束，侧风的作用通过一个六向力来表征，力的大小方向与迎风面积、迎风角、风阻系数和空气动力中心等参数相关。该分析主要关注横摆角速度、侧倾角及质心处侧偏角变化量、横向偏移量等。某车型在侧风作用下的横摆角速度整个变化过程如图6-6所示。

4）直行保持能力也是直线控制性重要组成部分，主要通过直线匀速行驶跑偏仿真与直线加速跑偏仿真来评估，跑偏一般有Pull和Drift两种仿真评价方式，Pull为固定转向盘转角并匀速或加速行驶，Drift为松开转向盘并匀速或加速行驶。Pull通过保持直线行驶所需保舵力进行评价，Drift通过横向偏移量进行评价。行驶跑偏的产生均是由于生产制造、装配工艺等左右不对称累计误差造成的，行驶跑偏分析需结合蒙泰卡罗分析法，通过蒙泰卡罗分析提出关键零部件尺寸控制要求以提升行驶跑偏稳健性。