張紅梅

摘 要：基于實車測試結(jié)果，精準建立整車起步動力性仿真模型，以開發(fā)某款乘用車為研究對象，按整車起步動力性要求，分析整車速比增大和調(diào)整Pedal map對整車起步動力性的影響等。

關(guān)鍵詞：仿真模型;起步動力性;整車速比

中圖分類號：U467? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）13-161-03

Research On Automobile Starting Power Performance

Zhang Hongmei

（ Technical Centre， Anhui JiangHuai Automobile CO.， LTD， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： Based on the real vehicle test results， accurate to establish dynamic simulation model of the vehicle start to develop a model of passenger car as the research object， according to the vehicle starting power requirements， analysis of the vehicle speed ratio increase and the Pedal map adjustment influence on the starting power performance of the vehicle， etc.

Keywords： The simulation model; Starting power; The vehicle speed ratio

CLC NO.： U467? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-161-03

前言

汽車動力性反映汽車在各種行駛條件下能達到最高平均行駛速度的能力。因此，從獲得盡可能高的平均行駛速度的觀點出發(fā)，汽車的動力性主要有三個評價指標：1）汽車的最高車速;2）汽車的加速時間;3）汽車的最大爬坡度。但隨著人們對汽車動力性的體驗對比，尤其是SUV，整車起步動力性越來越受到客戶的關(guān)注。

本文基于實車測試結(jié)果，精準建立整車起步動力性仿真模型，以開發(fā)某款乘用車為研究對象，按整車起步動力性要求，分析整車速比增大和調(diào)整Pedal map對整車起步動力性的影響，綜合考慮整車其它方面動力性以及經(jīng)濟性、研發(fā)周期和開發(fā)費用等，以明確最終的開發(fā)方案。

1 開發(fā)背景

某款SUV二代產(chǎn)品正處于開發(fā)啟動階段，開發(fā)指令中要求提升整車起步動力性，匹配DCT變速箱。初步分析整車起步動力性的優(yōu)化方案主要有：硬件方面增大整車速比，軟件方面調(diào)整pedal map。

本文重點在于基于實測數(shù)據(jù)建立精準起步動力性仿真模型，定義起步動力性評價指標，利用仿真模型進行不同方案匹配分析，綜合其它方面等最終確定方案。

2 仿真模型

2.1 模型建立

根據(jù)車輛傳動系統(tǒng)、總體結(jié)構(gòu)利用AVL Cruise軟件建立整車仿真模型，如圖1所示，該模型主要由以下模塊組成：車輛模塊（Vehicle）、發(fā)動機模塊（Engine）、離合器模塊（Clutch）、變速器模塊（GearBox）、主減速器模塊（Single Ratio）等，各模塊之間用機械連接和數(shù)據(jù)總線連接。圖1中刷黃色的模塊GearBox和Cockpit可以調(diào)整不同的方案進行仿真計算。

Pedal map是轉(zhuǎn)速-踏板開度-需求扭矩的關(guān)系，使用pedal map調(diào)整方案，全負荷動力性和經(jīng)濟性沒有變化，但對起步動力性和部分負荷動力性有影響。如圖2所示，仿真模型中數(shù)據(jù)總線輸入輸出連接為Engine——Desired Torque——Cockpit-pedal map——Desired Torque。

Cockpit模塊中Acceleration Pedal Selection選擇Map，輸入轉(zhuǎn)速-踏板開度-不同的需求扭矩，可進行相應(yīng)的仿真計算。具體輸入界面，如圖3所示。

2.2 模型調(diào)校

利用數(shù)采設(shè)備分別對一代SUV車、一代SUV車（pedal調(diào)整）及另一臺SUV（2.0T++6DCT）車，共計三臺車進行不同踏板開度下的起步動力性實測，同時，校正仿真模型中相關(guān)參數(shù)，最終仿真與實測值誤差在±0.5s之內(nèi)，模型較精準（見表1），可以支撐后續(xù)不同方案的仿真分析。

3 指標定義

以踏板開度20%/30%/40%/50%下0-20km/h加速時間作為起步動力性評價指標。

4 方案分析

4.1 速比增大

整車速比增大方案主要是改變主減速比，DCT換擋線作適應(yīng)性調(diào)整，pedal map不作調(diào)整，對整車動力性和經(jīng)濟性進行仿真對比分析。

4.1.1 速比方案對比

整車速比增大方案是基于現(xiàn)有一代DCT，主減速比增大，各檔速比不變。與起步動力性相關(guān)的1檔總速比增大5.6%，各檔總速比平均增大6.3%。

4.1.2 換擋線設(shè)計

排放由國5升級為國6后，ECO模式取消，以Normal模式作為主模式。速比增大后的換擋線以國5 Normal模式的換擋線為基礎(chǔ)狀態(tài)進行設(shè)計，以綜合油耗（冷機，查表）和客戶關(guān)注的起步動力性作為優(yōu)化目標。換擋線設(shè)計如下：

（1）低負荷區(qū)（0%-31.25%）：優(yōu)先考慮經(jīng)濟性，兼顧動力性，因速比增大，換擋轉(zhuǎn)速較基礎(chǔ)狀態(tài)可適當降低。

（2）高負荷區(qū)（93.75%-105%）：只考慮動力性，受換擋轉(zhuǎn)速的限制，換擋轉(zhuǎn)速與基礎(chǔ)狀態(tài)相同。

（3）中負荷區(qū)（37.5%-87.5%）：考慮低負荷區(qū)和高負荷區(qū)換擋轉(zhuǎn)速的平順性，換擋轉(zhuǎn)速隨低負荷區(qū)換擋轉(zhuǎn)速的調(diào)整而調(diào)整。

假設(shè)低負荷區(qū)換擋轉(zhuǎn)速較基礎(chǔ)狀態(tài)降低0rpm、100rpm和200rpm，計算低負荷區(qū)換擋轉(zhuǎn)速降低0rpm的方案最優(yōu)，其起步及部分負荷動力性提升最明顯，經(jīng)濟性與速比調(diào)整前基本一致。換擋線較基礎(chǔ)狀態(tài)，升、降檔車速均左移;如圖4、圖5所示。

4.2 pedal map調(diào)整

Pedal map是轉(zhuǎn)速-踏板開度-需求扭矩的關(guān)系，Pedal map調(diào)整方案是基于標定部提供的基礎(chǔ)pedal map，調(diào)整不同的踏板開度下對應(yīng)的需求扭矩，利用仿真模型進行對比分析，只影響起步動力性和部分負荷動力性，全負荷動力性和經(jīng)濟性沒有變化。

1.5TGDI調(diào)整后較調(diào)整前，踏板開度10%/20%/30%/40%/ 50%下的需求扭矩平均高33.1%。隨著踏板開度的增大，1.5TGDI調(diào)整后的需求扭矩增加比例減小;如圖6所示。

5 仿真對比

5.1 起步動力性對比

以踏板開度20%/30%/40%/50%下0-20km/h加速時間作為起步動力性的評價指標。

整車速比增大，起步動力性性能平均提升4.5%;Pedal map調(diào)整，起步動力性性能平均提升18.4%;Pedal map調(diào)整方案占優(yōu)，詳見表2。

5.2 部分負荷動力性對比

以踏板開度20%/30%/40%/50%下0-30/60/120km/h加速時間作為部分負荷動力性的評價指標。

整車速比增大，部分負荷動力性性能平均提升5.1%;Pedal map調(diào)整，部分負荷動力性性能平均提升24.5%;Pedal map調(diào)整方案占優(yōu)，詳見表3。

5.3 全負荷動力性對比

整車速比增大，D檔0-100km/h加速時間由12.8s提升至12.4s，D檔60-100km/h加速時間由6.6s提升至6.4s，D檔80-100km/h加速時間由9.0s提升至8.9s，性能平均提升2.4%。但Pedal map調(diào)整后，對整車全負荷動力性無影響。

5.4 經(jīng)濟性對比

整車速比增大，通過優(yōu)化DCT換檔線，對NEDC循環(huán)工況熱機油耗、冷機綜合油耗以及等速油耗幾乎無影響;但整車速比增大后，120km/h對應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速：2465rpm≤3000rpm，較增大前2299rpm高166rpm，在用戶可接受范圍內(nèi)。Pedal map調(diào)整，不改變轉(zhuǎn)速，對NEDC循環(huán)工況熱機油耗、冷機綜合油耗以及等速油耗無影響;詳見表4。

6 結(jié)論

通過以上對比，從整車動力性和經(jīng)濟性兩大方面綜合分析，采用pedal map調(diào)整方案較好，詳見表5。另外，研發(fā)周期方面，整車速比增大方案需要14個月，pedal map調(diào)整需要6個月;開發(fā)費用方面，整車速比增大方案需要50萬+標定費用，pedal map調(diào)整只需標定費用。綜合評估，最終確定采用pedal map調(diào)整方案。

本文介紹了某款SUV部起步動力性提升的研究思路，基于實測數(shù)據(jù)，利用AVL Cruise軟件建立了整車起步動力性仿真模型;在產(chǎn)品開發(fā)之初，僅通過仿真分析能很好地指導(dǎo)平臺后續(xù)車型起步動力性開發(fā)，節(jié)約開發(fā)成本和縮短研發(fā)周期等。

參考文獻

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