基于柴油机整车驾驶性能标定优化研究.pdf

QICHEYANJIU汽车研究HEAVY TRUCK重型汽车1QICHEYANJIU汽车研究基于柴油机整车驾驶基于柴油机整车驾驶性能标定优化研究性能标定优化研究车速和发动机转速通过公式(1)和(2)来计算当前的变速箱传动比，再与发动机内部标定的变速箱各档理论传动比对比即可得出当前档位。整车的变速箱输出轴转速计算见公式(1)N=v*a/（2r）(1)式中：N变速箱输出轴转速，r/min；v车速，m/min；a整车后桥速比；r轮胎滚动半径，m。变速箱当前的传动比计算见公式(2)k=n/N (2)式中：k变速箱实际传动比；n发动机转速，r/min；N变速箱输出轴转速，r/min。对于自动变速箱，通常 TCU 会对外发送档位信息，发动机只需接收相关报文并解析即可。通过标定使发动机可以准确识别到变速箱档位，见图 1。图 1 变速箱档位识别2.2 行车怠速时的发动机转速控制在发动机可以准确识别档位后，通过分别对不同档位下的发动机怠速控制参数进行优化，并进行测试，可以找到最适合的参数。优化方向为怠速稳定行车时的发动机转速和扭矩波动越小越好；踩油门再松开后，转速回落到怠速的过程中，转速下冲和回冲的程度越小越好；同时要兼顾怠速行车时驾驶员的主观驾驶性感受。空载和满载的参数也不一定可以适用，在发动机可以识别到整车载重的情况下，可以根据载重情况对转速控制参数进行修正；否则需要在不同载重情况下分别测试保证参数的适用性。松油门后转速恢复到行车怠速的效果，见图 2。图 2 怠速稳定性优化3 油门踏板相关参数优化在驾驶员踩下油门踏板后，发动机会根据当前的油门开度和发动机转速计算出对应的驾驶员需求的扭矩。油门踏板是驾驶员表达动力需求的重要途径，是影响主观驾驶性感受的重要一项。3.1 油门防抖和滤波如果油门太过灵敏或行驶路况太过1 引言随着社会的进步，人民对生活品质随着社会的进步，人民对生活品质的追求不断提高。对于车辆行业而言，的追求不断提高。对于车辆行业而言，随着车辆技术的不断提升，消费者对车随着车辆技术的不断提升，消费者对车辆驾驶感受的要求越来越高。良好的驾辆驾驶感受的要求越来越高。良好的驾驶体验已逐渐成为各整车厂产品提高竞驶体验已逐渐成为各整车厂产品提高竞争力的重要内容。争力的重要内容。驾驶性优化的目标主要是提高驾驶驾驶性优化的目标主要是提高驾驶员在动力性、舒适性方面的驾驶感受，员在动力性、舒适性方面的驾驶感受，以便实现最佳的驾驶体验。发动机作为以便实现最佳的驾驶体验。发动机作为整车的动力输出装置，是影响整车驾驶整车的动力输出装置，是影响整车驾驶性的重要部件。性的重要部件。本文通过理论和实践相结合，参照本文通过理论和实践相结合，参照驾驶性主观评价和客观评价的结果，对驾驶性主观评价和客观评价的结果，对柴油机电控标定对整车驾驶性产生的影柴油机电控标定对整车驾驶性产生的影响和优化方向进行研究。响和优化方向进行研究。2 行车怠速稳定性优化搭载柴油机的卡车和客车，在城市搭载柴油机的卡车和客车，在城市工况或堵车的情况下，经常需要进行怠工况或堵车的情况下，经常需要进行怠速行车。此时驾驶员不踩油门踏板，驾速行车。此时驾驶员不踩油门踏板，驾驶员需求扭矩为零，通过发动机自身的驶员需求扭矩为零，通过发动机自身的转速控制来计算需要输出的扭矩。行车转速控制来计算需要输出的扭矩。行车怠速的稳定性是驾驶性评价的指标之一。怠速的稳定性是驾驶性评价的指标之一。2.1 准确的档位识别变速箱不同档位对应的传动比不同，所以发动机在整车处于不同档位下保持怠速稳定行驶时需要克服的负荷不同。需要根据不同的档位选择不同的参数来控制发动机扭矩。对于手动变速箱，通常不对外发送自身的档位信息。需要通过采集当前的文文/朱兴军朱兴军1,21,2 王振宇 王振宇1,21,2 张小田 张小田1,21,2 吴全君 吴全君1,21,2（1.内燃机可靠性国家重点实验室 2.潍柴动力股份有限公司1.内燃机可靠性国家重点实验室 2.潍柴动力股份有限公司）【摘 要摘 要】本文阐述了通过对柴油机进行发动机电控标定来优化整车驾驶性能的方法。在现有发动机具备的电控功能的基】本文阐述了通过对柴油机进行发动机电控标定来优化整车驾驶性能的方法。在现有发动机具备的电控功能的基础上，对影响驾驶性能的相关功能及功能标定对整车驾驶性的优化效果进行介绍。通过理论数据分析和驾驶员的主观感础上，对影响驾驶性能的相关功能及功能标定对整车驾驶性的优化效果进行介绍。通过理论数据分析和驾驶员的主观感受评价，对不足之处进行优化以达到整车开发目标及提高整车驾驶舒适性的目的。受评价，对不足之处进行优化以达到整车开发目标及提高整车驾驶舒适性的目的。【关键词关键词】轻型柴油机；电控标定；驾驶性能轻型柴油机；电控标定；驾驶性能重型汽车HEAVY TRUCK2颠簸，为了减弱抖动和干扰，可以调整油门的防抖和滤波，达到消除油门开度毛刺的目的。标定踏板防抖动和滤波功能后，对于不稳定的油门信号有明显作用，前后效果见图 3。图 3 油门防抖和滤波效果图3.2 油门踏板特性曲线根据整车的使用工况和驾驶员的主观感受可以对油门踏板特性曲线进行优化，以下简单介绍几种情况下的优化方向和效果。对于对动力性主观感受要求较高的驾驶员，可以调大中、低油门开度对应的发动机扭矩，使驾驶员在中、低油门开度时获得更好的动力体验。优化油门踏板特性曲线后，驾驶员常用油门开度明显变小（调整前油门踏板开度中值为 43.3%，优化后油门开度中值为 25.7%。以全油门情况下，司机的驾驶疲劳度为 100%来计算，优化前后，司机的驾驶疲劳度可以降低 17.6%左右），前后的油门开度分布对比，见图 4。对于运行工况内车速较稳定的整车，可以通过收集驾驶员的常用稳定运行区域，将区域内的油门踏板特性曲线调整的更加密集。可以减弱油门开度波动时的扭矩变化程度，减少稳定行驶时的加速度和车速变化，提高舒适性的同时对油耗也有一定的优化。优化油门踏板特性曲线前后相同路况的扭矩分布对比，见图 5、6。4 ASD 功能优化柴油机负载突然变化会导致柴油机转速产生波动，此外道路状态的突变、档位的变换及离合器的开启闭合同样会使柴油机转速产生波动。太剧烈的波动会导致整车的顿挫，影响驾驶感受。为了减少转速波动，可以启用 ASD（主动阻尼）功能，由 ASDdc（扰动补偿器）和ASDrf（预过滤器）两部分组成。4.1 ASDdc 功能介绍扰动补偿器将发动机转速作为输入，当转速发生变化时，扰动补偿器采取相反的变化对扭矩进行修正，来消除或平顺转速的变化。发动机可以根据外部干预状态、离合器啮合状态、当前传动比、档位等条件选择不同的参数。通常不同的档位和传动比的参数无法适用，需要分别进行标定验证；离合器处于非啮合时，ASDdc 功能不应使用，否则会导致转速上冲的现象。4.2 ASDrf 功能介绍预过滤器在驾驶员需求扭矩发生变化时，对扭矩信号进行滤波处理后再输出，减少扭矩突变引起的转速波动，从而改善汽车的驾驶舒适性。参 数 的 选 择 条 件 和 标 定 建 议 与ASDdc 功能基本相同。4.3 ASD 优化前后对比ASD 优化对驾驶员急踩和急松油门时的整车顿挫感有很大的改善效果，驾驶员主观感受有明显的差异。图 7 为ASD 启用前后，扭矩变化情况，踏板变化一致，开启 ASD 后扭矩（扭矩 1）变化较未开启（扭矩 2）时缓慢，从而导致转速波动变小，如图 8 所示（开启ASD-转速 1，未开启-转速 2）。调整前，转速波动振幅在 500 转左右，优化后的振幅在 100 转左右，且震荡次数由原来的 10 次降低到 7 次，极大改善了司机驾驶舒适度。图 7 ASD 功能对扭矩变化影响图 8 ASD 功能对转速变化影响5 结束语随着人民生活品质的提高，驾驶员对整车的要求已经不仅仅是动力性和经济性。特别是搭载轻型柴油机的卡车和客车，驾驶的舒适性逐渐成为整车产品竞争力的重要体现。发动机作为整车的动力输出装置，对整车的驾驶性有至关重要的影响。但因不同型号整车的结构和使用工况差异大，发动机通用的状态不一定适用，可以根据实际整车状态对发动机数据进一步优化。整车厂在前期整车试验过程中，应加强对驾驶性的关注，及早发现消费者比较容易感受到的喘振、耸车、换挡冲击、加速迟滞等不良驾驶性问题，联合发动机厂家共同调试，提高产品的质量和竞争力。参考文献略。图 4 油门开度分布对比图图 5、6 扭矩分布对比图