汽车性能集成开发实战手册
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2.1.1 驾驶性定义

随着我国城市建设不断推进,道路交通环境变得复杂多样,与此同时,汽车保有量不断增加,随之而来的是道路交通拥挤和交通事故频发等。用户对汽车驾驶性能的要求越来越高,为了满足汽车在复杂路况中保持足够的机动灵活性和舒适性,以及日益增长的各种驾驶需求,驾驶性这一概念越来越受到汽车研发工程师和汽车用户的关注。

驾驶性与用户的驾驶体验高度相关,是汽车的重要性能之一。所谓驾驶性,是用户体验的工程定义,将其描述为驾驶人感受车辆对人为操控的动态响应。这种响应主要指车辆纵向加速度相关特性,包含从起步、加速、匀速到减速阶段的所有驾驶历程中,驾驶人能感受到的加速度、加速度变化、加速踏板输入变化及由此带来的各种冲击、顿挫、响应延迟、与驾驶意图不符等各种现象。驾驶性包含以下特性:

1)主要表现为部分节气门特性。

2)侧重于车辆的低频响应。

3)线性输入对应线性输出的加速度关系。

4)平稳、流畅的主观驾驶感觉。

本章所讨论的驾驶性与传统的动力性有所区别。传统的动力性仅指节气门全开(Wide Open Throttle, WOT)性能,即全负荷输出条件下,车辆所能达到的极限加速、最高车速及最大爬坡和坡道起步能力。它本质上属于驾驶性的一部分,但是只能表征极端工况下的车辆性能。而此处的驾驶性更能贴近用户的实际需求,更关注节气门部分开启(Part Open Throttle, POT)性能,即动力驱动系统部分负荷或零负荷输出条件下,车辆所能获得的加速度或减速度,以及加速度或减速度建立过程中产生的各种冲击、顿挫、延迟对驾驶人主观感受造成的影响。

在用户实际驾驶中,驾驶性更具有广泛性,更贴近用户的真实需求。根据调查研究获得的用户日常习惯踩下的加速踏板行程分布及车辆加速度分布分别如图2-1和图2-2所示。加速踏板行程≤30%的时间占比高达85%,而加速踏板行程为100%的时间占比仅有0.3%,车辆加速度≤0.2g的时间占比高达99%,可见用户使用的绝大多数工况都是驾驶性定义所处的工况范围。

值得注意的是,整车动力性好并不等价于驾驶性也好。例如,常见的百公里加速性能很好的车,起步却“感觉很慢”“给油不走”;高速驾驶时,经常出现频繁换档;匀速行驶很难稳住节气门开度;自动档车型手动降档加速时,只听到发动机转速飙升的声音,却没有“加速推背感”等。驾驶性主要包含全局响应和局部瞬态响应两大部分。全局响应是局部瞬态响应的基础,在车型开发过程中,应首先对前者进行完整的目标定义和设计,再对后者进行测试与调整优化改进。

图2-1 用户加速踏板行程分布

图2-2 车辆加速度分布

(1)全局响应 从全局角度定义加速踏板行程与不同车速下整车纵向加速度的关系,定义整体驾驶性风格,包含稳态车速加速踏板行程指标、加速度响应指标、起步加速响应指标、各档爬坡度指标、能量回收制动减速度指标(含滑行制动感)等。全局响应通过整体策略进行优化设计和调整。

(2)局部瞬态响应 主要关注发动机和电机转矩变换、变速器换档过程等瞬态响应特性,通过对工况进行分解及基于不同评价指标的打分,识别各种瞬态过程由整车纵向加速度发生变化而引起的问题,包括快踩加速踏板响应(Tip in)、快松加速踏板响应(Tip out)、变速器换档质量(Gear Shift Quality)等指标。局部瞬态响应主要通过局部标定参数优化,重在提升驾驶性细节品质。