基于AVL-DRIVE系統(tǒng)的AMT駕駛性能評價

王勐崔偉

(陜西法士特汽車傳動工程研究院，陜西710119)

摘要：基于AVL-DRIVE系統(tǒng)，在陜汽F3000牽引車上進行AMT系統(tǒng)駕駛性能的測試，并對測試結(jié)果進行評估分析，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)改進方向。

關(guān)鍵詞：AMT；AVL-DRIVE；駕駛性能；評估

中圖分類號：U463.212+.31文獻標志碼：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)需要大量道路試驗來評價起步、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)驗基礎(chǔ)上對商用車的特征性能進行客觀分析與質(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)動機轉(zhuǎn)速、車速、加速踏板位置、振動等，將這些參數(shù)通過中央處理單元發(fā)送給計算機，使用AVL-DRIVE軟件進行分析，從而能夠在一定程度上避免駕駛員對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量系統(tǒng)，能實時地評價車輛的駕駛性能。AVL-DRIVE可以匹配各種車型(如乘用車、商用車、拖拉機等)、不同載重等級的車輛(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)動機(如內(nèi)燃機、混合動力系統(tǒng)、電動車等)。AVL系統(tǒng)從相關(guān)的傳感器及CAN總線上獲取多種反應駕駛性能的參數(shù)，如縱向加速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、踏板位置和振動等，這些參數(shù)由DMU(DRIVE Main Unit)采集并發(fā)送至AVL-DRIVE軟件，進行深入的處理和運算。

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傳感器來采集信號，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)可以對變速箱檔位、速比、風阻系數(shù)、輪胎半徑等配置參數(shù)進行設(shè)置或標定。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，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機油溫、車速及發(fā)動機扭矩等。并且預留有傳感器采集通道，可以根據(jù)需要自行擴展。系統(tǒng)信號通道配置如圖3所示。

4測試及評估

將所需的傳感器安裝到車輛相應的位置，并將信號線連接主機，進行參數(shù)設(shè)置后就可以進行實車駕駛性能數(shù)據(jù)采集，測試過程如圖4所示。

將測試數(shù)據(jù)保存后，可以脫機進行分析。系統(tǒng)會按照評價駕駛性能的若干指標進行打分，具體分數(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。

某次道路測試結(jié)果評分圖如圖5所示，其中每一項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，不同的二級構(gòu)成中又有不同的三級構(gòu)成，比如kick down升降檔指標由換擋延遲、換擋持續(xù)時間、振動、沖擊等指標構(gòu)成，這些指標對于kick down性能的影響也有各自的權(quán)數(shù)。每一個三級構(gòu)成指標都有其激活條件，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的公式，當某種參數(shù)的變化率超過指定值時，認為該項指標被激活，同時計算該項指標的分數(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。

點擊Driveaway的二級構(gòu)成，如圖7。可以看到，在二級構(gòu)成中，分數(shù)較低的是Engine speed drop和Clutch grabbing這兩項指標。

如圖8所示，點擊Engine speed drop可以看到，當離合器到達結(jié)合點時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降較大。分析原因是由于離合器結(jié)合過快，導致離合器到達結(jié)合點、傳遞扭矩時，由于負載的增加過快，超出了發(fā)動機的相應能力，發(fā)動機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)較大波動，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)信號通道

圖4　測試數(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)二級結(jié)果分析

點擊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)，導致在離合器結(jié)合點，底盤縱向加速度出現(xiàn)高頻波動。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)對于離合器位置的斜率變化過于敏感，如果通過一定的實驗及標定過程，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)準確地到達目標位置。

點擊Gearshift的二級構(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個振幅。這是由于在換擋完成后，對發(fā)動機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)動機扭矩恢復策略和此時的離合器結(jié)合控制策略，使發(fā)動機的輸出扭矩特性與車輛的負荷相匹配。

圖8　測試數(shù)據(jù)分析

圖9　測試數(shù)據(jù)分析

圖10　測試數(shù)據(jù)分析

5結(jié)論

對于評分不高的項目，AVL-DRIVE系統(tǒng)可以進行進一步的分析，找出其原因，并為產(chǎn)品的改進指明方向。本系統(tǒng)可以將車輛駕駛性能主觀評價與客觀測量有機地結(jié)合起來，對駕駛性能進行綜合評價，即定量評價車輛駕駛性能。該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于由經(jīng)驗豐富的車輛工程師積累的大量主觀評價資料而形成的數(shù)據(jù)庫，以及多個單頁事件按照不同權(quán)重計算出的整體評估結(jié)果。

同時，利用該系統(tǒng)可以進行AMT車輛的橫向(競爭對手)和縱向(本系列車輛的改進)的對比分析、評價，并找出影響AMT車輛改進的突出因素，使開發(fā)的AMT系統(tǒng)在駕駛性能方面更具有競爭力。

參考文獻

[1]余志生．汽車理論．北京：機械工業(yè)出版社,2008．

[2]Vehicle Application Layer，J1939-71．SAE International,2008．

編輯杜青泉