隨著汽車行業如火如荼的發展，各種車輛仿真軟件也不斷獲得工程師的諸多關注。虛擬車輛仿真，無論是在開發前期還是HIL階段都有著舉足輕重的作用。而今天，我們重點來聊一聊DYNA4。

起源
說起DYNA4，有些工程師心中未免會疑問，是不是之前有款流行的軟件名為veDYNA（vehicle dynamics simulation）和enDYNA（engine dynamics simulation）？沒錯，后來dSPACE的ASM模型也是發源于此。veDYNA和enDYNA隸屬于TESIS公司，公司于2019年被Vector收購。合并之后，軟件整合更名為DYNA4，成為了Vector大家族中一員，專注于虛擬車輛仿真。


功能
DYNA4經過多年的經驗積累，向客戶提供已被充分驗證的乘用車和商用車的虛擬車輛仿真環境。其底層基于Simulink搭建，開放的模塊化結構，能有效支持在車輛開發過程中的動力學模型仿真工作。物理模型主要包括車輛動力學和環境道路兩方面。
DYNA4在車輛動力學方面
底盤：具備復雜的車輛動力學模型，豐富的懸架K&C分析，支持外特性和硬點多體輸入；支持額外輸入加載（拖車、額外力、側向風等）。 輪胎：TM-Easy、Pacejka、Ftire、MFTire接口；TM-Easy優化低速接觸應力，包含多胎壓輸入。 轉向：具備萬向節模型，包含摩擦、慣量、阻尼以及EPS助力等，支持第三方模型。傳動：包含機械傳動和雙電壓電氣系統模型，如12V、48V、400V。支持搭建多樣的傳動系統。制動：包含基本制動系統、平行或者交叉雙液壓制動以及電子液壓制動系統，并包含液壓單元庫。控制系統：電子穩定控制ABS、ESC、變速箱TCU、DTC、整車控制單元VCU、HCU、發動機ECU等。發動機：包含傳統查表模型，以及進氣、排氣、燃油、燃燒、冷卻等半物理模型；也包含基于熱力學方程的復雜模型。
圖3 DYNA4模型架構
DYNA4在場景方面
在場景方面，具有道路、基礎設施及交通等環境的 3D 環境模擬功能，為整車虛擬仿真、駕駛輔助和智能駕駛提供了重要的虛擬仿真環境平臺。
環境道路?不同的天氣環境：白晝、黑夜、雨天、雪天、霧天等?豐富道路：包括無限大試驗測試場、便捷的3D多車道道路、標準且豐富的Opendrive道路。可自動生成環境植被，提供大量建筑、樹木環境裝飾庫。為客戶提供高清真實的圖形渲染。
交通場景?在道路環境中添加動態物體（車輛/自行車/摩托車/行人/動物），可觸發縱向或橫向駕駛行為，例如車道切換等確定有序性行為的變化；同時支持SUMO第三方開源交通軟件進行隨機無序性交通行為仿真，提供開發性接口。在R8版本中，還支持OpenSenario動態場景文件。
傳感器?基于Simulink真值object list：快速理想的傳感器和簡捷物理的傳感器模型；?基于GPU圖像處理的原始數據：基于物理的高級傳感器模型，使用GPU技術計算，包含攝像頭、超聲波、激光雷達等。

當然，除了這兩大部分，DYNA4還具有例如前后處理、視頻回放、Plot GUI數據顯示、數據記錄等諸多輔助工程師測試的功能，貫穿在仿真過程中，為工程師提供一個便利的使用環境。
圖5 Plot GUI界面

利用DYNA4進行虛擬仿真，能夠安全高效地進行功能開發和測試驗證，電腦 PC上的閉環仿真驗證相對實車測試更快速。模型編譯后生成的DLL組件，可脫離Simulink環境，集成在CANoe環境中。其與平臺良好的低延時性和集成度，保證了測試系統的實時性。例如，可用于開發早期的 MIL和 SIL 環境，或者后期結合ECU等被測件，于硬件在環系統（HIL）上進行測試驗證。
圖6 DYNA4實時運行
總結
總而言之，DYNA4虛擬車輛仿真測試不僅可以服務于整個開發過程，還可用于控制功能設計到驗證的整個應用過程。其出色的3D可視化動畫和成熟的車輛動力學模型，深得市場青睞。
北匯信息作為Vector的合作伙伴，為汽車行業客戶提供從模型在環到整車試驗全流程開發的測試解決方案。別走開，后續將會有更多關于DYNA4的使用介紹和應用方案的分享。