Modellering av spjäll för fordon

A hydraulic damper plays an important role in tuning the handling and comfort characteristicsof a vehicle. Tuning and selecting a damper based on subjective evaluation, by considering theopinions of various users, would be an inefficient method since the comfort requirements of usersvary a lot. Instead, mathematical models of damper and simulation of these models in variousoperating conditions are preferred to standardize the tuning procedure, quantify the comfortlevels and reduce cost of testing. This would require a model, which is good enough to capture thebehaviour of damper in various operating and extreme conditions.The Force-Velocity (FV) curve is one of the most widely used model of a damper. This curve isimplemented either as an equation or as a look-up table. It is a plot between the maximum forceat each peak velocity point. There are certain dynamic phenomena like hysteresis and dependencyon the displacement of damper, which cannot be captured with a FV curve model, but are requiredfor better understanding of the vehicle behaviour.This thesis was conducted in cooperation with Volvo Cars with an aim to improve the existingdamper model which is a Force-Velocity curve. This work focuses on developing a damper model,which is complex enough to capture the phenomena discussed above and simple enough to beimplemented in real time simulations. Also, the thesis aims to establish a standard method toparameterise the damper model and generate the Force-Velocity curve from the tests performedon the damper test rig. A test matrix which includes the standard tests for parameterising andthe extreme test cases for the validation of the developed model will be developed. The final focusis to implement the damper model in a multi body simulation (MBS) software.The master thesis starts with an introduction, where the background for the project is described and then the thesis goals are set. It is followed by a literature review in which fewadvanced damper models are discussed in brief. Then, a step-by-step process of developing thedamper model is discussed along with few more possible options. Later, the construction of a testmatrix is discussed in detail followed by the parameter identification process. Next, the validationof the developed damper model is discussed using the test data from Volvo Hällered ProvingGround (HPG). After validation, implementation of the model in VI CarRealTime and Adams Caralong with the results are presented. Finally the thesis is concluded and the recommendations forfuture work are made on further improving the model.En hydraulisk stötdämpare spelar en viktig roll för att fordonets hantering och komfort. Attjustera och välja en stötdämpare baserat på subjektiv utvärdering, genom att beakta olika användares åsikter, skulle vara en ineffektiv metod eftersom användarnas komfortkrav varierarmycket. Istället föredras matematiska modeller av stötdämpare och simulering av dessa modellerunder olika driftsförhållanden för att standardisera inställningsförfarandet, kvantifiera komfortnivåerna och minska testkostnaden. Detta skulle kräva en modell som är tillräckligt bra för attfånga upp stötdämparens beteende under olika drifts- och extrema förhållanden.Force-Velocity (FV) -kurvan är en av de mest använda stötdämparmodellerna. Denna kurvaimplementeras antingen som en ekvation eller som en uppslagstabell. Det är ett diagram somredovisar den maximala kraften vid varje maxhastighetspunkt. Det finns vissa dynamiskafenomen som hysteres och beroende av stötdämparens förskjutning, som inte kan fångas med enFV-kurvmodell, men som krävs för att bättre förstå fordonets beteende.Denna avhandling genomfördes i samarbete med Volvo Cars i syfte att förbättra den befintligastötdämparmodellen som är en Force-Velocity-kurva. Detta arbete fokuserar på att utveckla enstötdämparmodell, som är tillräckligt komplex för att fånga upp de fenomen som diskuteratsovan och tillräckligt enkel för att implementeras i realtidssimuleringar. Avhandlingen syftarockså till att upprätta en standardmetod för att parametrisera spjällmodellen och generera ForceVelocity-kurvan från de test som utförts på stötdämpartestriggen. En testmatris som innehållerstandardtest för parametrisering och extrema testfall för validering av den utvecklade modellenkommer att utvecklas. Det sista fokuset är att implementera stötdämparmodellen i en multi-bodysimulation (MBS) programvara.Examensarbetet inleds med en introduktion, där bakgrunden för projektet beskrivs ochdärefter definieras målen med arbetet. Det följs av en litteraturöversikt där några avanceradestötdämparmodeller diskuteras i korthet. Därefter diskuteras en steg-för-steg-process för attutveckla stötdämparmodeller tillsammans med några fler möjliga alternativ. Senare diskuteraskonstruktionen av en testmatris i detalj följt av parameteridentifieringsprocessen. Därefterdiskuteras valideringen av den utvecklade stötdämparmodellen med hjälp av testdata från VolvoHällered Proving Ground (HPG). Efter validering presenteras implementeringen av modellen iVI CarRealTime och Adams Car tillsammans med resultaten. Slutligen avslutas rapporten medslutsatser från arbetet och rekommendationer för framtida arbete görs för att ytterligare förbättramodellen