陳銘,黃炯,魏喜樂
(1.江鈴汽車股份有限公司 整車性能及測(cè)試部,江西 南昌 330001;2.江西省汽車噪聲與振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330001)
車輛的駕駛性能的評(píng)估及驗(yàn)收結(jié)果在以往的開發(fā)中主要靠工程師的主觀感覺,這種方法對(duì)評(píng)估人員的經(jīng)驗(yàn)有較高要求且受個(gè)人因素影響,如引入客觀的評(píng)價(jià)手段,則可以屏蔽掉主觀評(píng)估的不穩(wěn)定性[1]。
AVL DRIVE是一套客觀測(cè)試評(píng)估整車駕駛性能、操控性能及智能駕駛的工具,能通過配套的器材測(cè)量加速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)結(jié)合內(nèi)置的評(píng)估體系得出客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。
本論文主要研究了AVL-DRVIE的基本使用及其在駕駛性能客觀評(píng)估中的運(yùn)用。
進(jìn)行AVL-DRIVE測(cè)試的必須硬件有數(shù)據(jù)采集主機(jī)DMU(Drive Main Unit)、三向加速度傳感器、OBD連接線及測(cè)試電腦,三向加速度傳感器裝于車內(nèi)靠近質(zhì)心的位置,為測(cè)試的最主要的傳感器[2],OBD連接線用于連接整車CAN網(wǎng)絡(luò)獲取需要的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)信號(hào),而附加的傳感器是兩個(gè)單項(xiàng)加速度傳感器,一個(gè)裝于懸置靠近左前輪位置,用于過濾路面干擾;另一個(gè)裝于駕駛員頭枕,用于補(bǔ)充駕駛員位置的縱向加速度,以便更精準(zhǔn)地評(píng)估。
電流傳感器,安裝于蓄電池總回路上,有此傳感器才可評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、怠速的相關(guān)工況。
拉絲行程傳感器,主要用于測(cè)量手動(dòng)擋車型的離合器踏板行程,對(duì)于評(píng)估手動(dòng)車型而言是必須傳感器。
數(shù)據(jù)采集主機(jī)支持多通道輸入,可以增加如麥克風(fēng)、轉(zhuǎn)速傳感器、振動(dòng)傳感器等需要的傳感器,根據(jù)需要進(jìn)一步加強(qiáng)采集數(shù)據(jù)的分析效率。
軟件的配置分為五大塊,第一是車輛基本信息配置,需要填寫發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、載荷、變速箱等信息;第二是信號(hào)通道配置,需要將評(píng)估需要的加速度、轉(zhuǎn)速、車速、擋位、油門開度等信號(hào)與CAN信號(hào)或硬件通道匹配;第三為自學(xué)習(xí)配置,需要校核傳感器、踏板擋位信號(hào)學(xué)習(xí)及速比頻率學(xué)習(xí);第四為滑行阻力系數(shù)測(cè)試及各擋位效率(DPI)計(jì)算;第五為工況觸發(fā)閾值設(shè)置。
基于目前的研究得知,其中發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、輪胎半徑、滑行阻力系數(shù)、擋位效率等會(huì)影響期望加速度/期望扭矩的計(jì)算;各擋位頻率會(huì)影響評(píng)價(jià)項(xiàng)Jerks的評(píng)估;各擋位速比會(huì)影響同步轉(zhuǎn)速計(jì)算從而影響換擋性能的總體評(píng)估;工況觸發(fā)閾值設(shè)置的不同會(huì)導(dǎo)致工況識(shí)別時(shí)的包容度有所差異。
根據(jù)AVL推薦工況及自己定義的工況進(jìn)行測(cè)試,主要工況有起步、加速、減速、瞬態(tài)、換擋、巡航等工況。為了提高前后車型測(cè)試的可對(duì)比性,可以借助電子油門模擬器或者固定踏板開度工裝來保證測(cè)試油門開度的一致性[2-3];為了保證測(cè)試工況表現(xiàn)的一致性,每個(gè)工況至少完成兩次。
測(cè)試完成后可在AVL-DRIVE軟件里對(duì)可用評(píng)價(jià)項(xiàng)進(jìn)行篩選后,則可導(dǎo)出規(guī)整的數(shù)據(jù)進(jìn)行查看與分析。圖1為使用AVL-DRIVE的WorkSpace模塊導(dǎo)出的測(cè)試車輛車速/油門/加速度的PedMap曲線;轉(zhuǎn)速/油門的ShiftMap曲線;油門/加速度線性度對(duì)比曲線,通過這些曲線可以直觀對(duì)比出不同車輛的駕駛性風(fēng)格,對(duì)研發(fā)中車輛駕駛風(fēng)格評(píng)估及車輛間對(duì)比提供了非常便捷的方法。使用AVL DRIVE軟件再結(jié)合其報(bào)告軟件AVL DRIVE Report Generator可以進(jìn)行整體到細(xì)節(jié)的問題點(diǎn)分析。
圖1 PedMap/ShiftMap/油門線性度曲線
通過報(bào)告軟件將已經(jīng)測(cè)試的多臺(tái)車輛進(jìn)行橫縱向?qū)Ρ龋远x篩選出需求評(píng)價(jià)項(xiàng)目,可以直觀對(duì)比大到從駕駛性一級(jí)項(xiàng)分?jǐn)?shù),小到對(duì)應(yīng)如減速時(shí)快踩油門響應(yīng)延遲(Driveability-TipIn- AtAcceleration-ResponseDelay)的四級(jí)項(xiàng)對(duì)比。
圖2為導(dǎo)出的兩臺(tái)測(cè)試樣車的總體評(píng)分圖。從圖中可以明顯看到,測(cè)試車一和測(cè)試車二在二級(jí)項(xiàng)上的差異大小,以子事件TipIn為例研究,我們發(fā)現(xiàn)差異點(diǎn)主要在滑行后快踩油門(TipIn -After closed pedal-ResponseDelay),但因?yàn)樵诓煌烷T、不同車速兩個(gè)維度變化的條件下有不一樣的表現(xiàn),通過報(bào)告軟件自定義創(chuàng)建三維圖(圖3),對(duì)比兩個(gè)維度變化下的車輛表現(xiàn)。從三維圖可以看到,車速>40km/h且中大油門開度下,兩車延遲時(shí)間在同一水平(如框1);中小油門開度(Pedal<50%)或車速<40kph/h,測(cè)試車1整體優(yōu)于測(cè)試車2(如框2)。
圖2 測(cè)試總評(píng)圖
圖3 油門車速響應(yīng)三維圖
圖4和圖5為在AVLDRIVE找到的框1和2對(duì)應(yīng)兩車工況細(xì)節(jié)(90km/h下100%油門和20kp/h下100%油門Tip in)進(jìn)行分析,如圖4橫向?qū)Ρ葍绍噯吸c(diǎn)工況可以看到測(cè)試車1在油門輸入后加速度有明顯的提升,響應(yīng)很快,而測(cè)試車2則有較長一段時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間。結(jié)合圖4和圖5縱向?qū)Ρ葐诬嚥煌烷T車速Tip in,高速大油門比低速大油門延遲時(shí)間明顯偏長,從圖片中可以看到原因是動(dòng)力降擋導(dǎo)致的響應(yīng)時(shí)間增加。
圖4 90km/h全油門
圖5 20km/h全油門
從以上對(duì)比可以很快得出測(cè)試車2需要提升Tip in初始的扭矩響應(yīng),而提升高速大油門的響應(yīng)則同時(shí)要在變速箱的降擋時(shí)間上進(jìn)一步研究,油門車速響應(yīng)三維圖的對(duì)比可以支撐對(duì)不同工況下目標(biāo)的差異化制定。
AVL-DRIVE利用傳感器及自身的判斷算法,將主觀量化,使駕駛性的問題更加可視化,在駕駛性的開發(fā)過程中提供了駕駛性風(fēng)格評(píng)估對(duì)比、目標(biāo)制定、駕駛性驗(yàn)收的一種有效方法,為駕駛性問題桌面化展現(xiàn)提供了可靠的依據(jù),在整車開發(fā)過程中展現(xiàn)了良好的助力效果。