基于AVL-DRIVE系統(tǒng)的AMT駕駛性能評(píng)價(jià)

基于AVL-DRIVE系統(tǒng)的AMT駕駛性能評(píng)價(jià)

王勐崔偉

(陜西法士特汽車傳動(dòng)工程研究院，陜西710119)

摘要：基于AVL-DRIVE系統(tǒng)，在陜汽F3000牽引車上進(jìn)行AMT系統(tǒng)駕駛性能的測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)估分析，找出車輛在某些駕駛性能方面存在的不足，作為AMT車輛的后續(xù)改進(jìn)方向。

關(guān)鍵詞：AMT；AVL-DRIVE；駕駛性能；評(píng)估

中圖分類號(hào)：U463.212+.31文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：2015—07—03

AMT Driveability Evaluation Based on AVL-DRIVE System

Wang Meng, Cui Wei

Abstract：Based on AVL-DRIVE system, AMT system driveablity test has been carried out on F3000 tractor in Shanxi Automobile, and the test result has been evaluated and analyzed to find out defects of driveability as subsequent improvement direction of AMT automobile.

Key words：AMT; AVL-DRIVE; driveability; evaluation

AMT(Automated mechanical transmission)系統(tǒng)的開發(fā)需要大量道路試驗(yàn)來評(píng)價(jià)起步、加速、換擋等重要的駕駛性能，AVL-DRIVE系統(tǒng)在大量專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)商用車的特征性能進(jìn)行客觀分析與質(zhì)量控制，通過各種不同的傳感器采集數(shù)據(jù)和車輛參數(shù)，如加速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、加速踏板位置、振動(dòng)等，將這些參數(shù)通過中央處理單元發(fā)送給計(jì)算機(jī)，使用AVL-DRIVE軟件進(jìn)行分析，從而能夠在一定程度上避免駕駛員對(duì)車輛駕駛性能的主觀誤判。

1AVL-DRIVE系統(tǒng)介紹

AVL-DRIVE系統(tǒng)是奧地利AVL公司開發(fā)的一款基于駕駛員感知的測(cè)量系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)地評(píng)價(jià)車輛的駕駛性能。AVL-DRIVE可以匹配各種車型(如乘用車、商用車、拖拉機(jī)等)、不同載重等級(jí)的車輛(如輕載、重載等)、不同種類的變速器(如AMT、AT、CVT、DCT、MT等)、不同種類的發(fā)動(dòng)機(jī)(如內(nèi)燃機(jī)、混合動(dòng)力系統(tǒng)、電動(dòng)車等)。AVL系統(tǒng)從相關(guān)的傳感器及CAN總線上獲取多種反應(yīng)駕駛性能的參數(shù)，如縱向加速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、踏板位置和振動(dòng)等，這些參數(shù)由DMU(DRIVE Main Unit)采集并發(fā)送至AVL-DRIVE軟件，進(jìn)行深入的處理和運(yùn)算。

2AVL-DRIVE系統(tǒng)硬件連接

AVL-DRIVE所需的傳感器分為X/Y/Z三軸加速度傳感器、Z軸加速度傳感器、振動(dòng)傳感器、電流傳感器等。通過在駕駛員頭枕后、駕駛員座椅下、駕駛室正中座椅下、前軸、方向盤、車載電源處上安裝相應(yīng)傳感器來采集信號(hào)，并發(fā)送給DMU。

AVL-DRIVE系統(tǒng)硬件連接示意圖如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)硬件連接示意圖

3AVL-DRIVE系統(tǒng)軟件配置

AVL-DRIVE系統(tǒng)可以對(duì)變速箱檔位、速比、風(fēng)阻系數(shù)、輪胎半徑等配置參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或標(biāo)定。車輛基本設(shè)置如圖2所示。

AVL-DRIVE還可通過CAN總線采集其他信號(hào)，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)油溫、車速及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩等。并且預(yù)留有傳感器采集通道，可以根據(jù)需要自行擴(kuò)展。系統(tǒng)信號(hào)通道配置如圖3所示。

4測(cè)試及評(píng)估

將所需的傳感器安裝到車輛相應(yīng)的位置，并將信號(hào)線連接主機(jī)，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后就可以進(jìn)行實(shí)車駕駛性能數(shù)據(jù)采集，測(cè)試過程如圖4所示。

將測(cè)試數(shù)據(jù)保存后，可以脫機(jī)進(jìn)行分析。系統(tǒng)會(huì)按照評(píng)價(jià)駕駛性能的若干指標(biāo)進(jìn)行打分，具體分?jǐn)?shù)值含義為：1分—極差，2分—差，3分—較差，4分—稍差，5分—接受，6分—合格，7分—好，8分—很好，9分—極好，10分—完美。

某次道路測(cè)試結(jié)果評(píng)分圖如圖5所示，其中每一項(xiàng)駕駛性能還有各自的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，比如換擋性能的構(gòu)成有滑行換檔、kick down換檔等，不同的二級(jí)構(gòu)成中又有不同的三級(jí)構(gòu)成，比如kick down升降檔指標(biāo)由換擋延遲、換擋持續(xù)時(shí)間、振動(dòng)、沖擊等指標(biāo)構(gòu)成，這些指標(biāo)對(duì)于kick down性能的影響也有各自的權(quán)數(shù)。每一個(gè)三級(jí)構(gòu)成指標(biāo)都有其激活條件，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的公式，當(dāng)某種參數(shù)的變化率超過指定值時(shí)，認(rèn)為該項(xiàng)指標(biāo)被激活，同時(shí)計(jì)算該項(xiàng)指標(biāo)的分?jǐn)?shù)。

使用網(wǎng)狀圖可以清晰的看出目前車輛在哪些方面的性能需要提升，由圖6可以看出，目前車輛在起步及換擋性能方面需要提升。

點(diǎn)擊Driveaway的二級(jí)構(gòu)成，如圖7?？梢钥吹剑诙?jí)構(gòu)成中，分?jǐn)?shù)較低的是Engine speed drop和Clutch grabbing這兩項(xiàng)指標(biāo)。

如圖8所示，點(diǎn)擊Engine speed drop可以看到，當(dāng)離合器到達(dá)結(jié)合點(diǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降較大。分析原因是由于離合器結(jié)合過快，導(dǎo)致離合器到達(dá)結(jié)合點(diǎn)、傳遞扭矩時(shí)，由于負(fù)載的增加過快，超出了發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)能力，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)較大波動(dòng)，由此影響了起步的平穩(wěn)性。

圖2　設(shè)置車輛參數(shù)

圖3　定義系統(tǒng)信號(hào)通道

圖4　測(cè)試數(shù)據(jù)

圖5　換擋品質(zhì)結(jié)果分析

圖6　換擋品質(zhì)結(jié)果分析

圖7　換擋品質(zhì)二級(jí)結(jié)果分析

點(diǎn)擊Clutch grabbing后，如圖9所示?？梢钥吹?，由于離合器結(jié)合過程不平穩(wěn)，導(dǎo)致在離合器結(jié)合點(diǎn)，底盤縱向加速度出現(xiàn)高頻波動(dòng)。分析原因是由于離合器控制策略不完善，PID控制參數(shù)中，微分參數(shù)D設(shè)置過大，使得控制系統(tǒng)對(duì)于離合器位置的斜率變化過于敏感，如果通過一定的實(shí)驗(yàn)及標(biāo)定過程，選擇出合適的微分參數(shù)，可以提前抑制離合器位置變化，使其平穩(wěn)準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)位置。

點(diǎn)擊Gearshift的二級(jí)構(gòu)成后，看到Jerks的得分較低，分析數(shù)據(jù)如圖10所示，在Jerks的數(shù)據(jù)中，超過5個(gè)振幅。這是由于在換擋完成后，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器的扭矩控制不平穩(wěn)，使得車輛沒有獲得平穩(wěn)的加速性能?？梢酝ㄟ^修改換擋完成后的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩恢復(fù)策略和此時(shí)的離合器結(jié)合控制策略，使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩特性與車輛的負(fù)荷相匹配。

圖8　測(cè)試數(shù)據(jù)分析

圖9　測(cè)試數(shù)據(jù)分析

圖10　測(cè)試數(shù)據(jù)分析

5結(jié)論

對(duì)于評(píng)分不高的項(xiàng)目，AVL-DRIVE系統(tǒng)可以進(jìn)行進(jìn)一步的分析，找出其原因，并為產(chǎn)品的改進(jìn)指明方向。本系統(tǒng)可以將車輛駕駛性能主觀評(píng)價(jià)與客觀測(cè)量有機(jī)地結(jié)合起來，對(duì)駕駛性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，即定量評(píng)價(jià)車輛駕駛性能。該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于由經(jīng)驗(yàn)豐富的車輛工程師積累的大量主觀評(píng)價(jià)資料而形成的數(shù)據(jù)庫，以及多個(gè)單頁事件按照不同權(quán)重計(jì)算出的整體評(píng)估結(jié)果。

同時(shí)，利用該系統(tǒng)可以進(jìn)行AMT車輛的橫向(競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手)和縱向(本系列車輛的改進(jìn))的對(duì)比分析、評(píng)價(jià)，并找出影響AMT車輛改進(jìn)的突出因素，使開發(fā)的AMT系統(tǒng)在駕駛性能方面更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

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編輯杜青泉