摘要：針對純電動停車作業(yè)類專用車的作業(yè)工況特點，提出了針對該類純電動專用車的駕駛性評價及優(yōu)化方法。基于某純電動餐廚車進行駕駛性評價方法應(yīng)用，對評價中的問題分別從扭矩控制、能量回收、蠕行、坡道輔助等四個方面進行了策略和標定方面的優(yōu)化。通過優(yōu)化前后的駕駛性能評價對比，證明了該駕駛性評價方法的可行性，以及駕駛性優(yōu)化方法的有效性。

關(guān)鍵詞：純電動停車作業(yè)類專用車輛;駕駛性評價;策略優(yōu)化;標定

中圖分類號：U464.1收稿日期：2022-06-11

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.07.011

根據(jù)國務(wù)院《2030年前碳達峰行動方案》、國務(wù)院辦公廳《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，到2025年，新能源汽車新車銷量達到新車銷售總量20%;到2030年，當年新增新能源、清潔能源動力交通工具比例達到40%;到2035年，公共領(lǐng)域用車全面電動化1。

新能源專用車輛作為公共領(lǐng)域主力用車將會更快速地落地實現(xiàn)，如圖1所示，近五年商用車銷量及新能源商用車滲透率，2021年整個新能源商用車滲透率僅3.9%，環(huán)衛(wèi)車行業(yè)滲透率約為3.5%。與2035年公共領(lǐng)域全面電動化相差甚遠，后續(xù)公共領(lǐng)域尤其是主導(dǎo)車型如環(huán)衛(wèi)、渣土等專用車領(lǐng)域，其電動化腳步將會進一步加速，因此對于開發(fā)人員后續(xù)電動專用車開發(fā)及性能優(yōu)化任重而道遠。

據(jù)統(tǒng)計，一名餐廚車駕駛員一般早晨五點出發(fā)將前一天晚上收集好的餐廚垃圾送至處理站，下午三點前完成當天第一次的餐廚垃圾收集。雖然中間有一段休息時間，但是一天駕駛車輛的工作時間至少為8h。渣土車一般則按運輸越數(shù)計費，所以駕駛員一旦工作起來就是爭分搶秒，一名渣土車駕駛員一般工作是連續(xù)8h，而且一般在凌晨人的精神狀態(tài)較差時，有時甚至吃飯都是在車上裝卸料插空完成。且該類車型一般都在城市及周邊人員密度較高的地區(qū)作業(yè)，需高度集中注意力。所以專用車駕駛性的優(yōu)化無論是從車輛駕駛員角度還是從社會安全角度都需要引起足夠重視。

然而由于專用車領(lǐng)域一直以來對駕駛性不夠重視，加上使用場景的特殊性，目前對專用車的駕駛性關(guān)注很少，甚至在測試和整車評價過程中都無駕駛性評價環(huán)節(jié)，包括部分工程技術(shù)人員也都認為專用車無駕駛性可言。

基于以上情況，本文先對純電動停車作業(yè)類專用車的駕駛性評價方法進行論述（停車作業(yè)類專用車主要指作業(yè)時車輛是停止狀態(tài)，該類車型與普通商用車駕駛的差異性較小，主要不同點為作業(yè)工況較簡單且單一，下文所述專用車均指停車作業(yè)類專用車，如垃圾壓縮車、餐廚車、渣土車等），并以一款10t純電動餐廚垃圾車進行駕駛性評價和優(yōu)化方法研究。

1駕駛性概述及評價方法現(xiàn)狀

駕駛性是指在任何天氣、任何駕駛條件下、駕駛員在駕駛過程中對車輛加速、減速、竄動、抖動、沖擊、振動、噪聲等感受的舒適程度，是指汽車能否按駕駛員意愿做出響應(yīng)和順暢行駛，如加速、滑行、制動等[2]。駕駛性的終極目標是汽車能夠清晰地理解人的意圖并完美，地執(zhí)行，使車子好開又智能，實現(xiàn)車人合一。

目前行業(yè)對駕駛性評價的方法沒有一個完全統(tǒng)一的標準，主要是以主觀的感覺為主，同時也有用AVL-Drive設(shè)備進行一個較為客觀的評價作為輔助，因客觀評價方法主要依賴于設(shè)備的數(shù)據(jù)庫，而該數(shù)據(jù)庫主要是針對乘用車及商用重卡系列，其中針對商用車涉及的18項大的工況、85項子工況、470項測試項目[3]。

專用車的工況比較單一，因此評價方法的完全照搬會存在過度開發(fā)和資源的浪費，例如專用車最高車速一般低于90 km/h，使用環(huán)境一般為固定地區(qū)，環(huán)境適應(yīng)性等方面要求較低?；谝陨显u價方法的不足，結(jié)合專用車款式多、工況差異大的特點，需綜合實際使用駕駛需求、能耗、成本，合理地定義專用車駕駛性目標值并進行駕駛性能綜合評價。

2專用車駕駛性評價方法及問題提出2.1駕駛性評價方法

根據(jù)大部分停車作業(yè)類專用車的使用場景以及開發(fā)流程，提出了以下駕駛性評價的方法：

a.評價人員。通用評價標準將駕駛員分為三種：專業(yè)人員、敏感顧客、普通顧客。但是專用車因為其駕駛要求無法按照駕駛員分類進行判斷，所以定義評價人員為駕齡5年以上專職駕駛員。

b.駕駛性評價內(nèi)容。專用車因工作一般在城市周邊且作業(yè)路線相對固定，無法參考商用車駕駛性評價體，系中定義的工況，因此精簡測試項目，根據(jù)最常用的作業(yè)工況提出專用車駕駛性評價內(nèi)容如表1所示（以目前市場最常見的單電機加AMT配置為例，動力總成配置不同評價內(nèi)容需適應(yīng)性調(diào)整）。

c.駕駛性評價標準。評價標準方面差異性不大，主要參考通用分數(shù)評價體系，僅對標準部分做簡化和修正，具體的評價標準如表2所示。

2.2駕駛性問題提出

根據(jù)以上評價方法，基于開發(fā)的某10t純電動餐廚垃圾車，在車輛粗標完成后在試驗場根據(jù)評價項目進行逐條測試，同時工程師跟車進行數(shù)據(jù)采集。綜合3位駕齡5年以上駕駛員的綜合評價打分結(jié)果為5，有讓人不滿意的缺陷雖不影響行駛，但是大部分駕駛員會抱怨。具體問題反饋如下：

a.全油門加速動力性弱，換擋頓挫感明顯。

b.輕踩制動踏板疲軟，能量回收強度偏弱。

c.倒擋蟠行車速過高。

d.半坡起步容易溜車。

3基于駕駛性問題的優(yōu)化方法

以該餐廚車為例，對評價中的問題逐個進行優(yōu)化，以上四個問題主要體現(xiàn)在扭矩解析及控制、能量回收、蠕行、坡道輔助等四個方面的功能，需分別從策略以及標定方面進行優(yōu)化4。

3.1扭矩解析及控制

針對駕駛員反饋滿載加速動力性弱、頓挫感等問題，在動力總成硬件已經(jīng)定型的情況下，采集評價過程的數(shù)據(jù)如圖2所示。分析主要原因為：

a.駕駛模式差異。評價過程駕駛員一直采用經(jīng)濟E模式，導(dǎo)致扭矩響應(yīng)不夠積極。一般駕駛員在正常駕駛時駕駛模式都會選擇為經(jīng)濟E模式，但是在遇到需要急加速的工況時一般不會主動選擇去切換至動力P模式，因此考慮從控制策略層面增加模式自動切換的邏輯，自動識別駕駛員意圖，自動切換工作模式，同時兼顧經(jīng)濟性和動力性。具體邏輯為正常駕駛模式下當檢測到加速踏板開度大于99%持續(xù)1s，自動切換到動力模式。當加速踏板小于90%持續(xù)1s后自動切回至經(jīng)濟模式，其不同模式下的扭矩曲線如圖3所示，通過該方式可以提高動力性的同時兼顧經(jīng)濟性。

b.換擋時間長。根據(jù)電機扭矩變化，可以看出在扭矩開始下降到換擋完成扭矩開始上升的時間為1.3s，導(dǎo)致加速時間長。由于變速箱的控制目前主要還是由供應(yīng)商進行，通過推動變速器廠家對換擋曲線和換擋執(zhí)行時間進行標定優(yōu)化，從而優(yōu)化換擋時間縮減至平均為0.9s。優(yōu)化后換擋MAP如圖4所示。

c.頓挫感。從扭矩變化曲線可以看出換擋時扭矩出現(xiàn)了負值，必然會導(dǎo)致駕駛員頓挫感明顯。這個主要是因為AMT變速箱無離合器，在換擋時需要通過電機進行調(diào)速，只能在優(yōu)化換擋時間的同時進行綜合優(yōu)化。同時，VCU在對扭矩解析時可以進行扭矩濾波，避免扭矩波動，電流平穩(wěn)變化，消除電流尖峰。該方法在提高舒適性的同時還能進一步降低整車的能耗。因此主要的優(yōu)化方法為增加濾波，具體如圖5所示，避免扭矩的突變，消除扭矩變化的拐角。

通過優(yōu)化駕駛模式自動切換邏輯以及對換擋曲線和響應(yīng)時間進行標定優(yōu)化之后，再次進行加速測試對比的測試結(jié)果如圖6所示。

圖6中藍色曲線為自動切換至P模式后的0～60 km/h加速過程，黃色曲線為E模式的加速過程?？梢钥闯鏊{色曲線加速更快，同時藍色曲線的縱向加速度曲線峰值更大。

根據(jù)表3的加速指標，可以看出自動切換至P模式后加速快了約4s，縱向加速度也有0.02g的提升，同時頓挫感稍有提升（受限于AMT的特性換擋頓挫優(yōu)化的空間有限）。

3.2能量回收

根據(jù)駕駛員的反饋以及測試時采集的數(shù)據(jù)分析主要集中在制動踏板約30%左右，制動減速度偏?。◣跚闆r下減速度0.11 g），且制動能量回收扭矩限值過?。ㄖ苿幽芰炕厥?0 km/h車速下最大能量回收扭矩為1600 N），導(dǎo)致制動效果差。

根據(jù)分析結(jié)論，兩個方向進行優(yōu)化：

a.EBS制動前段壓力釋放不足，增大EBS前端壓力釋放限值。

b.VCU制動能量回收扭矩限值過小，修改制動能量回收扭矩限值。

經(jīng)過實車標定測試，在不導(dǎo)致車輪抱死等其他異常情況下，綜合進行標定后，制動在30%制動強度增大到0.17 g左右，輕踩制動和全制動的減速度和制動距離都有明顯提升，如圖7所示。

圖7中橙色曲線為原始軟件且不帶擋進行30%踏板開度制動情況下的制動曲線，其制動時間以及制動減速度均為最小，紅色曲線為最終優(yōu)化后的制動曲線，制動時間以及制動減速度均為最優(yōu)。

基于以上對比曲線判斷，在最新的軟件以及帶擋制動的情況下，其制動效果和能量回收方面均有較大提升，如表4所示，制動減速度平均增加約0.06 g，制動距離減少0.97 m。

3.3蟠行控制

該車型配置蟠行功能，且支持最低車速5 km/h，可提高駕駛員在堵車時低速跟車的駕駛舒適性。但是根據(jù)反饋，倒車時蟠行加速過快以及車速最高達到15 km/h時，舒適性不佳同時存在安全隱患，且偶發(fā)電機轉(zhuǎn)速超速故障。

經(jīng)過對數(shù)據(jù)的排查確認，倒擋蟠行車速限制為15km/h，在駕駛員不介入的情況下，將直接導(dǎo)致電機超速報警，且倒擋蟠行最大扭矩選用的MAP與前進模式采用同一張標定MAP，標定不合理。

通過從策略上增加一張倒擋蟠行最大扭矩MAP，以及對倒擋最大蟠行車速限值標定優(yōu)化之后，倒擋蠕行最高車速限值為5km/h，測試結(jié)果如圖8所示。

3.4半坡起步溜車

為提高駕駛安全和舒適性，車輛配置防溜坡功能，幫助駕駛員在坡道起步時防止溜車，緩解駕駛壓力，提高舒適性。

主要原理為：在坡道起步時，當驅(qū)動力大于行駛阻力時自動釋放駐車制動，從而使汽車能夠平穩(wěn)起步。

當車輛處于駐坡控制模式時，整車控制器控制電機進入轉(zhuǎn)速控制模式，并以0r/min為電機轉(zhuǎn)速目標進行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，進而實現(xiàn)車輛的駐坡功能。

當車輛處于駐坡控制模式時，且當檢測到駕駛員踩下油門踏板或者離開驅(qū)動擋位時，整車控制器應(yīng)控制電機退出轉(zhuǎn)速控制模式并進人轉(zhuǎn)矩控制模式，即退出車輛駐坡功能。

通過對坡起失敗的數(shù)據(jù)分析得出原因，主要是在坡起時電機輸出的初始扭矩被限制，未充分考慮滿載情況下的后溜力矩，因此導(dǎo)致防溜坡功能失效。在針對性的標定且增大電機扭矩限值后，再次測試防溜坡功能正常，如圖9所示。

在松開手剎和剎車之后，車輛保持2s的靜止，直到駕駛員踩加速踏板車輛輸出扭矩大于后溜力矩之后，進人正常駕駛模式。

4優(yōu)化后駕駛性評價

經(jīng)過第二輪精細標定和策略優(yōu)化之后，驗證了反饋的4個主要問題均有較大改善。為對比改善后的效果以及驗證車輛是否具備量產(chǎn)的條件，安排同樣的三位駕駛員進行第二輪駕駛性評價。

在按照本文提出的駕駛性評價方法以及評價項目進行駕駛測試后，三位駕駛員的平均打分為7分，幾個不明顯或大多數(shù)駕駛員不介意的小缺陷對駕駛沒有影響，不會引起駕駛員抱怨，結(jié)果可滿足量產(chǎn)的需求。

5結(jié)語

本文主要針對電動專用車駕駛性評價和關(guān)注度不足的問題，基于乘用車駕駛性評價體系并結(jié)合電動專用車的實際工況制定了適用于停車作業(yè)類電動專用車的駕駛性評價方法和評價指標。以某純電動餐廚車為例，進行了駕駛性評價，針對評價中提出的四項問題，逐進行分析，并從策略和標定上做了優(yōu)化。最后，通過第二輪的駕駛性評價，確認駕駛性得到了較大的改善，可以滿足車輛量產(chǎn)的需求。

最終的結(jié)果表明，該評價方法適用于大部分純電動停車作業(yè)類專用車，且基于策略和標定對駕駛性的優(yōu)化方法既快速又經(jīng)濟，是純電動專用車后續(xù)提升駕駛性的有效方法。

參考文獻：

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作者簡介：

何興，男，1987年生，工程師，研究方向為新能源整車控制器開發(fā)及標定。