Virtuell fordonsmodell och dess förmåga att verifiera, validera och kalibrera fordonets rörelsekontroll funktioner

Passenger safety and comfort are important aspects in the process of vehicle development. The world is heading towards developing the safest possible vehicle on the road. Using vehicle motion control functions is one of the ways to enhance vehicle stability. These motion control functions need to be developed in an energy optimised way. By complementing some of the development process with virtual models, both the development time and cost could be minimised. Hence, a sustainable way of control function development could be achieved. In order to verify, validate and calibrate vehicle motion control functions, an accurate model of the virtual vehicle is required. Hence, a research question on how good the virtual model needs to be for the purpose has been addressed. This report suggests a framework in order to determine the capabilities of a virtual vehicle.In this report, a comparison study has been carried out by exciting the real car and virtual model of a Volvo XC90 with a focus of covering the six degrees of freedom (Yaw, pitch, roll, longitudinal, lateral and vertical). A semi automated framework that possesses the capability of automating the testing in a virtual platform has been established. From the test results, the virtual vehicle capabilities were determined. Further, in the second part of the report, an example use case has been considered by taking two calibration sets of Electronic stability control (ESC) system in order to verify the previously established framework.The analysis includes various levels of plant and controller complexity such as Model-in-loop, Software-in-loop and Hardware-in-loop and on two different road surfaces, low friction and high friction. From the observations, the virtual models considered correlates well for the purpose of verification and validation. However, for the purpose of calibration, the models need to be fine-tuned in the virtual platform. Furthermore, the correlation on low friction road surface could be improved by simulating the tests using an advanced tyre model. Overall, this study helps in choosing the correct complexity of various subsystems in a vehicle for the purpose of verification, validation and calibration of vehicle motion control functions.Passagerarsäkerhet och komfort är viktiga aspekter i utvecklingen av ett fordon. Världen är på väg mot att utveckla säkraste möjliga fordon på vägen. Användning av fordonetse rörelsekontrollfunktioner är ett av sätten att förbättra fordonets stabilitet. Dessa rörelsekontrollfunktioner måste utvecklas på ett energioptimerat sätt. Genom att komplettera en del av utvecklingsprocessen med virtuella modeller kan både utvecklingstid och kostnad minimeras. Därför kan ett hållbart sätt att utveckla funktionerna för kontrollfunktioner uppnås. För att verifiera, validera och kalibrera fordonets rörelsekontrollfunktioner krävs en detaljerad modell av ett virtuellt fordon. Därför har en forskningsfråga om hur bra den virtuella modellen måste vara för ändamålet behandlats. Denna rapport föreslår ett ramverk för att bestämma funktionerna hos virtuella fordon.I denna rapport har en jämförelsestudie genomförts genom att excitera den verkliga bilen och den virtuella modellen av en Volvo XC90 med fokus på att täcka de sex frihetsgraderna (gir, nick, roll, längs, lateral, vertikal). Ett semi-automatiserat ramverk som har förmågan att automatisera testningen i en virtuell plattform har skapats. Från testresultaten bestämdes de virtuella fordonsfunktionerna. Vidare har i den andra delen av rapporten ett exempel på användningsfall beaktats genom att man tar två kalibreringsuppsättningar av ESC-system (Electronic Stability Control) för att verifiera det tidigare etablerade ramverket.Analysen innefattar olika nivåer av modell- och styrenhetskomplexitet såsom Model-in-loop, Software-in-loop och Hardware-in-loop och på två olika vägytor, låg friktion och hög friktion. Enligt observationerna är de virtuella modellerna väl korrelerade för verifiering och validering. För kalibreringen måste dock modellerna finjusteras på den virtuella plattformen. Dessutom kunde korrelationen på lågfriktionsvägytan förbättras genom att simulera testerna med hjälp av en avancerad däckmodell. Sammantaget hjälper den här studien att välja rätt komplexitet hos olika delsystem i ett fordon för verifiering, validering och kalibrering av fordonets rörelsekontrollfunktioner