AVL DRIVE在整車駕駛性能開發(fā)的運用

陳銘，黃炯，魏喜樂

（1.江鈴汽車股份有限公司 整車性能及測試部，江西 南昌 330001；2.江西省汽車噪聲與振動重點實驗室，江西 南昌 330001）

前言

車輛的駕駛性能的評估及驗收結(jié)果在以往的開發(fā)中主要靠工程師的主觀感覺，這種方法對評估人員的經(jīng)驗有較高要求且受個人因素影響，如引入客觀的評價手段，則可以屏蔽掉主觀評估的不穩(wěn)定性[1]。

AVL DRIVE是一套客觀測試評估整車駕駛性能、操控性能及智能駕駛的工具，能通過配套的器材測量加速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信號結(jié)合內(nèi)置的評估體系得出客觀的評價結(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估中的運用。

1 AVL-DRIVE的配置及準備

1.1 硬件需求

進行AVL-DRIVE測試的必須硬件有數(shù)據(jù)采集主機DMU（Drive Main Unit）、三向加速度傳感器、OBD連接線及測試電腦，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)獲取需要的實時網(wǎng)絡(luò)信號，而附加的傳感器是兩個單項加速度傳感器，一個裝于懸置靠近左前輪位置，用于過濾路面干擾；另一個裝于駕駛員頭枕，用于補充駕駛員位置的縱向加速度，以便更精準地評估。

電流傳感器，安裝于蓄電池總回路上，有此傳感器才可評估發(fā)動機啟動、怠速的相關(guān)工況。

拉絲行程傳感器，主要用于測量手動擋車型的離合器踏板行程，對于評估手動車型而言是必須傳感器。

數(shù)據(jù)采集主機支持多通道輸入，可以增加如麥克風(fēng)、轉(zhuǎn)速傳感器、振動傳感器等需要的傳感器，根據(jù)需要進一步加強采集數(shù)據(jù)的分析效率。

1.2 軟件配置

軟件的配置分為五大塊，第一是車輛基本信息配置，需要填寫發(fā)動機、輪胎、載荷、變速箱等信息；第二是信號通道配置，需要將評估需要的加速度、轉(zhuǎn)速、車速、擋位、油門開度等信號與CAN信號或硬件通道匹配；第三為自學(xué)習(xí)配置，需要校核傳感器、踏板擋位信號學(xué)習(xí)及速比頻率學(xué)習(xí)；第四為滑行阻力系數(shù)測試及各擋位效率（DPI）計算；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)動機參數(shù)、輪胎半徑、滑行阻力系數(shù)、擋位效率等會影響期望加速度/期望扭矩的計算；各擋位頻率會影響評價項Jerks的評估；各擋位速比會影響同步轉(zhuǎn)速計算從而影響換擋性能的總體評估；工況觸發(fā)閾值設(shè)置的不同會導(dǎo)致工況識別時的包容度有所差異。

2 整車測試

根據(jù)AVL推薦工況及自己定義的工況進行測試，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試的可對比性，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試油門開度的一致性[2-3]；為了保證測試工況表現(xiàn)的一致性，每個工況至少完成兩次。

3 數(shù)據(jù)處理與分析

測試完成后可在AVL-DRIVE軟件里對可用評價項進行篩選后，則可導(dǎo)出規(guī)整的數(shù)據(jù)進行查看與分析。圖1為使用AVL-DRIVE的WorkSpace模塊導(dǎo)出的測試車輛車速/油門/加速度的PedMap曲線；轉(zhuǎn)速/油門的ShiftMap曲線；油門/加速度線性度對比曲線，通過這些曲線可以直觀對比出不同車輛的駕駛性風(fēng)格，對研發(fā)中車輛駕駛風(fēng)格評估及車輛間對比提供了非常便捷的方法。使用AVL DRIVE軟件再結(jié)合其報告軟件AVL DRIVE Report Generator可以進行整體到細節(jié)的問題點分析。

圖1 PedMap/ShiftMap/油門線性度曲線

通過報告軟件將已經(jīng)測試的多臺車輛進行橫縱向?qū)Ρ龋远x篩選出需求評價項目，可以直觀對比大到從駕駛性一級項分數(shù)，小到對應(yīng)如減速時快踩油門響應(yīng)延遲（Driveability-TipIn- AtAcceleration-ResponseDelay）的四級項對比。

圖2為導(dǎo)出的兩臺測試樣車的總體評分圖。從圖中可以明顯看到，測試車一和測試車二在二級項上的差異大小，以子事件TipIn為例研究，我們發(fā)現(xiàn)差異點主要在滑行后快踩油門（TipIn -After closed pedal-ResponseDelay），但因為在不同油門、不同車速兩個維度變化的條件下有不一樣的表現(xiàn)，通過報告軟件自定義創(chuàng)建三維圖（圖3），對比兩個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，兩車延遲時間在同一水平(如框1)；中小油門開度（Pedal＜50%）或車速<40kph/h，測試車1整體優(yōu)于測試車2（如框2）。

圖2 測試總評圖

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對應(yīng)兩車工況細節(jié)（90km/h下100%油門和20kp/h下100%油門Tip in）進行分析，如圖4橫向?qū)Ρ葍绍噯吸c工況可以看到測試車1在油門輸入后加速度有明顯的提升，響應(yīng)很快，而測試車2則有較長一段時間的響應(yīng)時間。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間明顯偏長，從圖片中可以看到原因是動力降擋導(dǎo)致的響應(yīng)時間增加。

圖4 90km/h全油門

圖5 20km/h全油門

從以上對比可以很快得出測試車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)則同時要在變速箱的降擋時間上進一步研究，油門車速響應(yīng)三維圖的對比可以支撐對不同工況下目標的差異化制定。

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)格評估對比、目標制定、駕駛性驗收的一種有效方法，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。