AVL DRIVE在整車(chē)駕駛性能開(kāi)發(fā)的運(yùn)用

陳銘，黃炯，魏喜樂(lè)

（1.江鈴汽車(chē)股份有限公司 整車(chē)性能及測(cè)試部，江西 南昌 330001；2.江西省汽車(chē)噪聲與振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330001）

前言

車(chē)輛的駕駛性能的評(píng)估及驗(yàn)收結(jié)果在以往的開(kāi)發(fā)中主要靠工程師的主觀感覺(jué)，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(chē)駕駛性能、操控性能及智能駕駛的工具，能通過(guò)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。

1 AVL-DRIVE的配置及準(zhǔn)備

1.1 硬件需求

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(chē)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(chē)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(guò)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(chē)型的離合器踏板行程，對(duì)于評(píng)估手動(dòng)車(chē)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。

1.2 軟件配置

軟件的配置分為五大塊，第一是車(chē)輛基本信息配置，需要填寫(xiě)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(chē)速、擋位、油門(mén)開(kāi)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。

2 整車(chē)測(cè)試

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(chē)型測(cè)試的可對(duì)比性，可以借助電子油門(mén)模擬器或者固定踏板開(kāi)度工裝來(lái)保證測(cè)試油門(mén)開(kāi)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。

3 數(shù)據(jù)處理與分析

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(chē)輛車(chē)速/油門(mén)/加速度的PedMap曲線；轉(zhuǎn)速/油門(mén)的ShiftMap曲線；油門(mén)/加速度線性度對(duì)比曲線，通過(guò)這些曲線可以直觀對(duì)比出不同車(chē)輛的駕駛性風(fēng)格，對(duì)研發(fā)中車(chē)輛駕駛風(fēng)格評(píng)估及車(chē)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(wèn)題點(diǎn)分析。

圖1 PedMap/ShiftMap/油門(mén)線性度曲線

通過(guò)報(bào)告軟件將已經(jīng)測(cè)試的多臺(tái)車(chē)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(mén)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(chē)的總體評(píng)分圖。從圖中可以明顯看到，測(cè)試車(chē)一和測(cè)試車(chē)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(mén)（TipIn -After closed pedal-ResponseDelay），但因?yàn)樵诓煌烷T(mén)、不同車(chē)速兩個(gè)維度變化的條件下有不一樣的表現(xiàn)，通過(guò)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(chē)輛表現(xiàn)。從三維圖可以看到，車(chē)速＞40km/h且中大油門(mén)開(kāi)度下，兩車(chē)延遲時(shí)間在同一水平(如框1)；中小油門(mén)開(kāi)度（Pedal＜50%）或車(chē)速<40kph/h，測(cè)試車(chē)1整體優(yōu)于測(cè)試車(chē)2（如框2）。

圖2 測(cè)試總評(píng)圖

圖3 油門(mén)車(chē)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(chē)工況細(xì)節(jié)（90km/h下100%油門(mén)和20kp/h下100%油門(mén)Tip in）進(jìn)行分析，如圖4橫向?qū)Ρ葍绍?chē)單點(diǎn)工況可以看到測(cè)試車(chē)1在油門(mén)輸入后加速度有明顯的提升，響應(yīng)很快，而測(cè)試車(chē)2則有較長(zhǎng)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?chē)不同油門(mén)車(chē)速Tip in，高速大油門(mén)比低速大油門(mén)延遲時(shí)間明顯偏長(zhǎng)，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(mén)

圖5 20km/h全油門(mén)

從以上對(duì)比可以很快得出測(cè)試車(chē)2需要提升Tip in初始的扭矩響應(yīng)，而提升高速大油門(mén)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(mén)車(chē)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。

4 結(jié)論

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(wèn)題更加可視化，在駕駛性的開(kāi)發(fā)過(guò)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(wèn)題桌面化展現(xiàn)提供了可靠的依據(jù)，在整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中展現(xiàn)了良好的助力效果。