随着汽车行业如火如荼的发展，各种车辆仿真软件也不断获得工程师的诸多关注。虚拟车辆仿真，无论是在开发前期还是HIL阶段都有着举足轻重的作用。而今天，我们重点来聊一聊DYNA4。
图1 DYNA4图例
说起DYNA4，有些工程师心中未免会疑问，是不是之前有款流行的软件名为veDYNA（vehicle dynamics simulation）和enDYNA（engine dynamics simulation）？没错，后来dSPACE的ASM模型也是发源于此。veDYNA和enDYNA隶属于TESIS公司，公司于2019年被Vector收购。合并之后，软件整合更名为DYNA4，成为了Vector大家族中一员，专注于虚拟车辆仿真。
图2 DYNA4在Vector官网
DYNA4经过多年的经验积累，向客户提供已被充分验证的乘用车和商用车的虚拟车辆仿真环境。其底层基于Simulink搭建，开放的模块化结构，能有效支持在车辆开发过程中的动力学模型仿真工作。物理模型主要包括车辆动力学和环境道路两方面。
DYNA4在车辆动力学方面：
·底盘：具备复杂的车辆动力学模型，丰富的悬架K&C分析，支持外特性和硬点多体输入；支持额外输入加载（拖车、额外力、侧向风等）。
· 轮胎：TM-Easy、Pacejka、Ftire、MFTire接口；TM-Easy优化低速接触应力，包含多胎压输入。
· 转向：具备万向节模型，包含摩擦、惯量、阻尼以及EPS助力等，支持第三方模型。
· 传动：包含机械传动和双电压电气系统模型，如12V、48V、400V。支持搭建多样的传动系统。
· 制动：包含基本制动系统、平行或者交叉双液压制动以及电子液压制动系统，并包含液压单元库。
· 控制系统：电子稳定控制ABS、ESC、变速箱TCU、DTC、整车控制单元VCU、HCU、发动机ECU等。
· 发动机：包含传统查表模型，以及进气、排气、燃油、燃烧、冷却等半物理模型；也包含基于热力学方程的复杂模型。
图3 DYNA4模型架构
在场景方面，具有道路、基础设施及交通等环境的 3D 环境模拟功能，为整车虚拟仿真、驾驶辅助和智能驾驶提供了重要的虚拟仿真环境平台。
环境道路
·不同的天气环境：白昼、黑夜、雨天、雪天、雾天等
· 丰富道路：包括无限大试验测试场、便捷的3D多车道道路、标准且丰富的Opendrive道路。可自动生成环境植被，提供大量建筑、树木环境装饰库。为客户提供高清真实的图形渲染。
交通场景
在道路环境中添加动态物体（车辆/自行车/摩托车/行人/动物），可触发纵向或横向驾驶行为，例如车道切换等确定有序性行为的变化；同时支持SUMO第三方开源交通软件进行随机无序性交通行为仿真，提供开发性接口。在R8版本中，还支持OpenSenario动态场景文件。
传感器
· 基于Simulink真值object list：快速理想的传感器和简捷物理的传感器模型；
· 基于GPU图像处理的原始数据：基于物理的高级传感器模型，使用GPU技术计算，包含摄像头、超声波、激光雷达等。
图4 DYNAanimation中的虚拟环境
当然，除了这两大部分，DYNA4还具有例如前后处理、视频回放、Plot GUI数据显示、数据记录等诸多辅助工程师测试的功能，贯穿在仿真过程中，为工程师提供一个便利的使用环境。
图5 Plot GUI界面
利用DYNA4进行虚拟仿真，能够安全高效地进行功能开发和测试验证，电脑 PC上的闭环仿真验证相对实车测试更快速。模型编译后生成的DLL组件，可脱离Simulink环境，集成在CANoe环境中。其与平台良好的低延时性和集成度，保证了测试系统的实时性。例如，可用于开发早期的 MIL和 SIL 环境，或者后期结合ECU等被测件，于硬件在环系统（HIL）上进行测试验证。
图6 DYNA4实时运行
总而言之，DYNA4虚拟车辆仿真测试不仅可以服务于整个开发过程，还可用于控制功能设计到验证的整个应用过程。其出色的3D可视化动画和成熟的车辆动力学模型，深得市场青睐。
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