2.2.4 客观测试
驾驶性典型工况分为偏稳态的全局响应和局部瞬态响应两大类。其中,全局响应测试与全局响应相关工况对应,主要考虑行驶中的车速和加速度与驾驶人意图的匹配性,试验通过模拟驾驶人的操作,测试整车的速度和加速度响应,测试结果与驾驶性中的关键指标体系相对应。局部瞬态响应测试与局部瞬态响应相关工况对应,主要考虑行驶中的各种与驾驶意图不相符的负面现象,主要与急动度相关。试验通过行驶中的换档、Tip in和Tip out等操作测试工况中的冲击、顿挫等瞬态变化。
1.全局响应测试
全局响应测试包括稳速加速踏板行程、起步加速响应、行驶加速度响应、最高档最大爬坡度和单踏板能量回收减速度等测试,其中典型车速-档位最大爬坡度在整车转鼓上通过转鼓加载测试,其他测试均在试验场地上进行,起步加速响应和行驶加速度响应可以结合在一起测试。
(1)试验设备
1)车速测量设备。如经校准的光学传感器。
2)加速计。加速计具备±2.0g的工作区间,±1.0%的准确度,0.005g的精度。
3)转速计。具备±0.15%的准确度,以及10r/min的精度。
4)数据采集系统。时间准确度为±0.1%,采集频率至少为10Hz。
5)加速踏板传感器。
6)车辆称重设备。必须具备±2kg的准确度。
7)胎压压力计。具备±5kPa的准确度。
8)风速仪。具备±0.3m/s的精度。
9)温度计。具备±1℃的精度。
(2)试验车辆
1)车辆磨合。车辆按照相应规范磨合。
2)车辆试验质量。车辆试验质量可以是半载质量。
3)车辆轮胎胎压。达到生产商推荐的冷态胎压。
4)车辆的完整性。符合出厂设置,各项系统功能正常。
5)试验时,空调需要被关闭,压缩机停止工作。
6)进行道路试验时,车窗必须关闭。
7)试验时,所有高电流附件,诸如座椅加热器和电子除雾器,必须被关闭。
(3)环境条件
1)所有试验都必须在环境温度为0~30℃时进行。
2)道路试验要求平均风速不大于3m/s,阵风不大于5km/h。
3)道路试验不能在有雾的情况下进行。
4)环境温度、气压计气压和相对湿度需要记录。
(4)试验道路表面要求
1)道路必须干燥、干净、平顺,且没有起伏,道路路面为混凝土或沥青路面。
2)道路路面坡度不能超过0.5%。
3)道路必须是直路,偏差在1°以内。
4)道路长度必须足以完成所有试验。
(5)其他要求
1)检验车辆的可驾驶模式,目前市场上普遍存在三种驾驶模式:ECO、NORMAL、SPORT。试验根据需要,选择覆盖不同模式。
2)针对新能源车型,检验车辆的能量回收等级,市场上普遍存在三档能量回收等级。试验根据需要,选择覆盖不同回收等级。
3)针对新能源车型,检验车辆的电池电量是否在制动能量回收最大允许的SOC以内。推荐车辆的电池电量保持在低于制动能量回收最大允许SOC的10%以下,或SOC 40%~80%。
(6)加速踏板特性测试(包括踏板力和踏板行程)
1)车辆上电、怠速,将数据采集设备连接到加速踏板信号线上。
2)安装拉线位移传感器和踏板力传感器,按需校准、调零。
3)将拉线位移传感器的弦线连接加速踏板力传感器,松开加速踏板。
4)在5~7s内,将右脚缓慢地踩在踏板力传感器的中心,直至加速踏板被踩到底。
5)在5~7s内,缓慢松开加速踏板,直至其回到初始位置。
6)重复两次试验,总共三次试验。
7)踏板行程和踏板力测试结果如图2-43所示。
图2-43 踏板行程和踏板力测试结果
-传感器信号-实际百分比
(7)稳速加速踏板行程测试
1)将加速踏板传感器安装在加速踏板上,按需校准。
2)将变速杆置于D位。
3)从静止状态加速到某一特定车速,并调整加速踏板行程,在该车速下保持匀速行驶至少1min,记录当前的加速踏板行程。
4)以最小的加速踏板调节幅度,继续精确地保持在表2-9所列的另一个特定车速,在该车速下保持匀速行驶至少1min,记录当前的加速踏板行程。
5)选择表2-9所列车速重复试验。
表2-9 稳速加速踏板行程测试车速
稳速加速踏板行程测试结果如图2-44所示。
(8)自动档车型起步加速响应和行驶加速度响应测试
1)将加速踏板传感器安装在加速踏板上,按需校准。
图2-44 稳速加速踏板行程测试结果
2)将变速杆置于D位,脚踩制动踏板,车辆静止。
3)松开制动踏板,快速将加速踏板踩到预设的加速踏板位置,时间需要少于0.1s。
4)车辆从静止状态加速,当试验时间达到40s或车速达到140km/h时停止,记录整个过程的时间、车速、加速度。
5)根据表2-10所列的加速踏板位置,重复试验。
表2-10 自动档车型起步加速响应和行驶加速度响应测试
自动档车型起步加速响应和行驶加速度响应测试结果如图2-45所示。
图2-45 自动档车型起步加速响应和行驶加速度响应测试结果
起步加速响应参考图和加速度响应增益参考图分别如图2-46和图2-47所示。
(9)手动档车型行驶加速度响应测试
1)将加速踏板传感器安装在加速踏板上,按需校准。
2)一档试验。
图2-46 起步加速响应参考图
图2-47 加速度响应增益参考图
① 发动机怠速运行,断开离合器。
② 换档至一档。
③ 不踩加速踏板,保持发动机怠速运行,缓慢接合离合器。
④ 当车速稳定后,在0.1s内踩加速踏板至表2-11所列预设行程,直至到达红线转速,结束试验。
⑤ 选择表2-11所列数据,重复步骤①~④。
3)二档到第六档试验。
① 发动机怠速运行,断开离合器。
② 换档至一档。
③ 不踩加速踏板,保持发动机怠速运行,缓慢接合离合器。
④ 当车速稳定后,断开离合器。
⑤ 换档至下一档。
⑥ 不踩加速踏板,保持发动机怠速运行,缓慢接合离合器。
⑦ 当车速稳定后,在0.1s内踩加速踏板至表2-11所列预设行程,直至到达红线转速或者车速达到140km/h,结束试验。
⑧ 在30s后或是一个特定的时间后,在反方向上重复试验。
⑨ 根据表2-11所列数据,重复步骤①~⑧。
表2-11 手动档车型行驶加速度响应测试
手动档车型行驶加速度响应测试结果如图2-48所示。
图2-48 手动档车型行驶加速度响应测试结果
(10)单踏板能量回收减速度测试(动力蓄电池处于中等SOC状态)
1)将加速踏板传感器安装在加速踏板上,按需校准。
2)将变速杆置于D位,脚踩在制动踏板上,车辆静止。
3)松开制动踏板,快速将加速踏板踩到预设的位置,时间需要少于0.1s。
4)从静止状态踩下加速踏板至100%行程,加速到车辆的最高车速/140km/h(车速允许偏差±1km/h),并调整加速踏板行程;在该车速下保持匀速行驶0.5km以上,记录当前的加速踏板行程。
5)从静止状态踩下加速踏板至100%行程,加速到车辆的最高车速/140km/h(车速允许偏差±1km/h),驾驶人松开加速踏板(加速踏板行程为0%),车辆开始滑行,使用车辆上的数据采集设备进行数据记录,直至车辆完全停住为止(或creeping车速)。在滑行过程中,驾驶人不得转动转向盘,车辆档位保持在D档。
6)从静止状态踩下加速踏板至100%行程,加速到车辆最高车速/140km/h(车速允许偏差±1km/h),加速踏板行程迅速稳定到5%位置处;保持该加速踏板行程行驶至车速不再下降,稳定行驶至少0.5km(车速允许偏差±1km/h),记录该试验过程的数据,车辆档位保持在D档。
7)重复步骤6),以加速踏板行程的5%为间隔距离进行试验,直至加速踏板行程达到ACC,见表2-12。
表2-12 单踏板能量回收减速度测试
单踏板能量回收减速度测试结果如图2-49所示。
图2-49 单踏板能量回收减速度测试结果
2.局部瞬态响应测试
局部瞬态响应测试,重点在于测试由各零部件或系统组成的车辆是否迅速响应驾驶人意图、响应过程中是否对驾驶人和乘员造成不适感,主要与驾驶过程中的急动度有关,局部瞬态响应发生在各种工况中。下面主要介绍局部瞬态响应的典型工况,包括换档和Tip in / Tip out工况,试验通过AVL-DRIVE进行测试。
AVL-DRIVE驾驶性评价系统包括测试设备和专家系统(同类车型数据库)。测试设备包括布置在底盘上用于测量车辆运动状态的三向加速度传感器,布置在座椅导轨上、转向管柱上、变速杆上用于测量振动的振动传感器,加速踏板行程传感器和电器负载传感器等。软件系统利用遗传算法对不同子模式的评价指标进行计算,记录瞬态数据,并与数据库中同级别车型进行比较,给出合理评分。
(1)试验设备
1)AVL-DRIVE成套设备,包括集成采集器、传感器等(表2-13)。
表2-13 传感器类型和建议安装位置
2)整车CAN总线网络DBC解析文件,见自动档(AT)车型信号参考清单(表2-14)。
表2-14 信号通道名称
3)车辆称重,称重设备必须具备±2kg的准确度。
(2)试验准备
1)检验车辆的完整性,符合出厂设置,各项系统功能正常。
2)车辆试验质量。车辆试验质量可以是半载质量。
3)试验时,空调需要被关闭,压缩机停止工作。
4)道路试验时,车窗必须关闭。
5)试验时,所有高电流附件(如座椅加热器和电子除雾器)必须被关闭。
6)安装传感器等测试设备。
7)设置传感器采集通道,配置CAN总线网络DBC解析文件。
8)完成传感器标定和自学习。
(3)环境条件
1)所有试验都必须在环境温度为0~30℃的条件下进行。
2)道路试验要求平均风速不大于3m/s,阵风不大于5km/h。
3)道路试验不能在有雾的情况下进行。
4)环境温度、气压计气压和相对湿度需要记录。
(4)试验道路表面要求
1)道路必须干燥、干净、平顺,且没有起伏,道路路面为混凝土或沥青路面。
2)道路路面坡度不能超过0.5%。
3)道路必须是直路,偏差在1°以内。
4)道路长度必须足够完成所有试验。
(5)自动档(AT)车型换档测试
1)定加速踏板位置加速升档。
① 将变速杆置于D位,脚踩在制动踏板上,车辆静止。
② 松开制动踏板,快速将加速踏板踩到预设的位置。
③ 车辆从静止状态加速,保持加速踏板位置不变,直到变速器升至最高档或车速无法上升或车速达到140km/h为止。
根据表2-15所列的加速踏板位置,重复试验。
表2-15 定加速踏板位置加速升档测试
2)急松加速踏板升档。
① 将变速杆置于D位,固定加速踏板位置(可固定为95%)加速。
② 保持加速踏板位置加速,车辆达到表2-16所列车速后,快速松开加速踏板。
③ 车辆从加速状态转为滑行状态,变速器升档,直到变速器升至最高档或档位开始下降时为止。
根据表2-16所列的车速,重复试验。
表2-16 急松加速踏板升档测试
3)滑行降档。
① 将变速杆置于D位,加速升档。
② 当车辆达到最高档后,保持车速5s,松开加速踏板。
③ 车辆从加速状态转为滑行状态,车速开始下降,变速器开始降档,直到变速器下降到一档,或者车速稳定、不再降低为止。
4)减速降档。
① 将变速杆置于D位,加速升档。
② 当车辆达到最高档后,保持车速5s,松开加速踏板,同时踩下制动踏板。
③ 车辆从加速状态转为制动状态,车辆以表2-17所列减速度减速,车速开始下降,变速器开始降档,直到变速器下降到一档,或者车辆停止为止。
根据表2-17所列的减速度,重复试验。
表2-17 减速降档测试
5)Kick down加速(WOT)降档。
① 将变速杆置于D位,加速到表2-18所列车速。
② 保持当前车速5s,快速将加速踏板完全踩下加速。
③ 车辆从匀速状态转为强加速状态,变速器降档,持续加速,直到变速器开始升档或者车速达到140km/h为止。
根据表2-18所列的车速,重复试验。
表2-18 Kick down加速(WOT)降档测试
6)部分加速(POT)降档。
① 将变速杆置于D位,加速到表2-19所列车速。
② 保持当前车速5s,以约20%/s的速度连续踩下加速踏板,直到第一次降档。
③ 降档后,保持加速踏板位置2s。
根据表2-19所列的车速,重复试验。
表2-19 部分加速(POT)降档测试
7)Tip in加速降档。
① 将变速杆置于D位,加速到表2-20所列车速。
② 保持当前车速5s,按表2-20所列加速踏板位置,快速踩下加速踏板。
③ 降档后,保持加速踏板位置2s。
根据表2-20所列的车速,重复试验。
表2-20 Tip in加速降档测试
8)手动模式(M模式)升降档测试,参考手动档(MT)车型换档测试方法。
(6)手动档(MT)车型换档测试 手动档(MT)车型在进行换档测试之前,需要首先确认发动机怠速转速、各档位的最低稳定转速和最高转速,以确定测试的范围。
1)升档。
① 将变速杆置于一档,车速处于最低稳定车速。
② 以表2-21所列固定加速踏板位置加速,加速至发动机转速达到表2-21所列转速,进行升档操作,依次进行一档升至二档、二档升至三档等,至最高档位。
③ 按照表2-21所列数据,依次重复步骤①和步骤②,进行升档操作。
④ 由于发动机最高转速不同,尤其是柴油机与汽油机差距较大,柴油机可根据最高转速,选择最高4000r/min升档。
表2-21 手动升档测试
注:×表示选取测试。
2)降档。
① 将变速杆置于一档,车速处于最低稳定车速。
② 加速至最高档,达到表2-22所列对应的转速,松开加速踏板滑行降档。
③ 按照表2-22所列转速,依次重复步骤①和步骤②,进行降档操作。
④ 由于发动机最高转速不同,尤其是柴油机与汽油机差距较大,柴油机可根据最高转速,选择最高3500r/min降档。
表2-22 手动降档测试
(7)Tip in / Tip out工况测试 车辆在进行Tip in / Tip out工况测试之前,需要首先确认发动机怠速转速、各档位的最低稳定转速(自动档车型需要处于手动模式,且液力变矩器必须处于锁止状态)和最高转速,以确定测试的范围。
1)车辆起步后,将变速杆置于二档,自动档(AT)车型需要在手动模式(M模式),且液力变矩器必须处于锁止状态,车速处于最低稳定车速。
2)加速至发动机转速略超过表2-23所列对应目标转速,松开加速踏板滑行至少3s。
3)发动机转速达到对应目标转速时,按照表2-23所列数据,进行Tip in操作。
4)保持该加速踏板位置至少3s,或者发动机转速继续上升至1000r/min为止,进行Tip out操作。
5)按照表2-23所列数据,重复步骤1)~4)。
降档位依次换至三档、四档、五档,重复步骤1)~5)。
避免Tip in和Tip out快速交替操作。高档位测试过程中,车速最高不超过140km/h。
表2-23 Tip in工况测试