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纯电动汽车驾驶性主客观评价方法研究

摘  要:汽车驾驶性反映了驾驶员在汽车纵向行驶过程中人车交互综合感知,描述了车辆行驶时驾驶员的动态感觉、决策行为、操作行为和车辆瞬态响应的交互关系,并以驾驶员的期望满意度为最终评价依据。

在理论分析和实践基础上,将驾驶性主观评价和客观评价相结合,构建出综合评价指标体系,对纯电动汽车的驾驶性主观和客观评价进行研究。

关键词:驾驶性  主观评价  客观评价

1 引言

驾驶性,即车辆的驾驶性能,对纯电动汽车来说,是指在规定的环境、驾驶条件下,车辆的电机和传动系统平顺地执行驾驶员输入指令的能力。在驾驶性评价时,车辆的瞬态过程响应占较大权重。驾驶性开发的目的主要是提高驾驶员在车辆动力性和舒适性方面的驾驶预期,以便实现最佳的驾驶体验。

在车辆开发阶段,需设计驾驶工况测评车辆表现,根据车辆表现结果,对电机转矩控制进行针对性标定优化,来提升车辆驾驶性。

2 驾驶性主客观评价项目

驾驶性的评价方法依据评价方式不同分为驾驶性主评价和客观评价两种方法。

主观评价指在不使用试验仪器的条件下,依靠人的视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉和身体深部感觉、平衡感觉、内脏感觉对产品性能做出评定的工作。

客观评价指使用试验仪器,通过将试验仪器布置在车辆特定位置测试车辆数值对产品性能做出评定的工作。

客观评价,应将试验仪器安装在车辆特定位置上,按照下文论述的静态和动态驾驶性工况进行测试。测试结束后对试验仪器采集到的加速踏板、制动踏板、电机转速、电机转矩、车辆速度和车辆加速度数据分析客观评价指标,可通过优化不同踏板开度下的电机转矩值、踏板变化时的电机转矩变化率、电机转矩随踏板开度和车速变化的变化值进行优化。优化后,需要对车辆状态进行复测,分析客观评价指标优化结果,同时进行主观评价。

3 驾驶性主客观评价方法的研究

3.1  评价标准

为了便于客观数值横向对比,参考主观测评的评分标准,将客观评价工况及评价指标与主观评价进行对应,得到客观评价的各级评分标准。

客户等级表述

与竞争对手对比

顾客期望

情绪反应

评分

建议重新定义目标客户,现有的客户都非常满意,车辆品质非常出色

可重新定义细分市场

远远超出

着迷/亮点

10

明显的优势车型,现有顾客都完全满意,车辆品质极好

与竞争对手相比有明显的优势

超出

惊喜/喜悦

9

明显比其他对手有优势,或比最低端车型有较大优势,现有客户都很满意,车辆品质很好

辆品质很好。在细分市场中比较有竞争力

部分超出

高兴

8

得分具中等水品,现有客户比较满意,车辆品质好

处于中等水平,在细分市场中有一定的优势

达到

刚刚满意

7

6.5

得分中下,现有顾客有点不满意,车辆品质还算可以

落后于其他车型,在细分市场中可能没有竞争力

部分没有
达到

不明确要不要购买

6

得分偏低,现有顾客非常不满意,车辆品质很差,顾客不能接受

在细分市场中没有竞争力

没有达到

沮丧

5

失望

4

受挫感

3

生气

2

愤怒

1

评价规则

1、评价人员需要具备一定的驾驶能力,有参与过驾驶性能评价的经验;

2、参加评价人员不得少于 5 人;

3、个人评价最终分数取所有工况分数的评价值作为个人的驾评得分;

4、最终主观评价分数为所有评价人员的分数平均值。

3.2  驾驶性评价分析

从蠕动性能、起步性能、加速性能、匀速性能、能量回收性能5个方面进行驾驶性评价分析。

3.2.1  蠕动性能

测试目标:蠕动性能主要评价蠕动过程扭矩响应跟随性,评价的标准是扭矩响应跟随性(即扭矩响应)良好,加速时间符合性能目标。

测试前提条件:关闭空调等车辆负载,车辆预热5min,环境温度>10℃,一名驾驶员和一名标定测试人员。

性能指标

载荷

驾驶模式
能量回收模式

档位
车速

电池SOC

油门

制动

坡度

关注点

评价指标

常规平路蠕动

①空载
②满载

①经济模式
②标准模式

①D档
②R档

①75%~100%
②50%~75%
③25%~50%

0%

轻制动
0.1g

平面直路

1、蠕动车速上升平稳,车辆无冲击、抖动现象;
2、蠕行维持最高车速时,车速平稳;
3、是否拖拽发动机;
4、制动减速过程中,车速、转度下降平稳,过程中无抖动

1、蠕动稳定车速:蠕动期间达到的稳定车速;
2、蠕动稳定车速波动幅值:车速稳定后的最大车速波动幅值;
3、蠕动响应时间:松刹车→车辆开始移动的延迟时间;
4、达到蠕动稳定车速时间:松刹车→车辆车速稳定的响应时间;
5、加速最大冲击度:蠕动加速过程中最大冲击度;
6、拖拽最大冲击度:蠕动加速过程中最大负向冲击度;

平路->上坡蠕动

平路->上坡

1、蠕动过程中的抖动、冲击、噪音及平顺性
2、是否拖拽发动机

1、蠕动上坡最大坡度;

半坡蠕动上坡

1、蠕动上坡最大坡度;
2、上坡蠕动响应时间:从松刹车开始→车速为正的响应时间;

半坡蠕动下坡

①5°
②10°

1、蠕动下坡过程有无车速限值,车速增加是否平稳、有无冲击
2、是否拖拽发动机

1、蠕动下坡稳定车速;
2、下坡蠕动最大冲击度:从松刹车到坡底过程中最大冲击度;

3.2.2  起步性能

测试目标:车辆分别以定义好的油门开度进行起步测试,感受各种加速踏板开度下车辆的动力输出是否线性顺畅、有无顿挫感。

测试前提条件:关闭空调等车辆负载,车辆预热5min,环境温度>10℃,一名驾驶员和一名标定测试人员。

性能指标

载荷

驾驶模式
能量回收模式

档位
车速

电池SOC

油门

制动

坡度

关注点

评价指标

恒定油门平路起步

①空载
②满载

①经济模式
②标准模式

①D档
②R档

①75%~100%
②50%~75%
③25%~50%

20%

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平面直路

1、响应时间
2、起步顿挫
3、是否拖拽发动机或转速飞
4、切换时的顿挫

1、起步响应时间:开始踩油门→车辆开始移动的延迟时间;
2、起步加速延迟时间:开始踩油门→车速达到10kph的时间;
3、最大起步冲击度:起步过程中最大的冲击度;

40%

60%

80%

100%

恒定油门坡道起步
(拉EPB)

20%

/

①5°
②10°
③15°

1、是否溜车
2、起步顿挫
3、是否拖拽发动机或转速飞

1、坡道起步最大冲击度:坡道起步过程中最大的冲击度;
2、坡起时间:松开制动踏板踩下油门踏板到车速为正的时间;

40%

60%

80%

100%

3.2.3  加速性能

测试目标:车辆分别由静止或稳定车速行驶中以50%加速踏板开度、100%加速踏板开度加速行驶,感受动力输出对驾乘人员的舒适度,是否有眩晕感、心跳加速及身体不适等。

测试前提条件:关闭空调等车辆负载,车辆预热5min,环境温度>10℃,一名驾驶员和一名标定测试人员。

性能指标

载荷

驾驶模式
能量回收模式

档位
车速

电池SOC

油门

制动

坡度

关注点

评价指标

最高车速

①空载
②满载

①经济模式
②标准模式

D

①75%~100%
②50%~75%
③25%~50%

①50%
②100%

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平直路面

1、平直路面加速性能满足整车设计要求;
2、踩下加速踏板后车速平稳上升,无加速冲击、加速喘振、加速迟滞等问题现象发生;

1、0 -> 100加速时间;
2、20-> 50加速时间;
3、40 -> 100加速时间;
4、60 -> 100加速时间;
5、Tipin最大冲击度:踩松油门过程中最大的冲击度;

不同初始状态加速性

D
蠕动->80

①50%
②100%

/

平直路面

踩下加速踏板后车速平稳上升,无加速冲击、加速喘振、加速迟滞等问题现象发生;

1、加速至80kph时间:从初始速度加速至80kph时间;
2、Tipin最大冲击度:踩松油门过程中最大的冲击度;

D
20->80

D
50->80

加速减速
TipIn/TipOut

60~10~60

①50%
②100%

滑行

平面直路

1、TipIn/TipOut的平顺性
2、是否存在冲击、顿挫等问题

1、TipIn最大冲击度:从踩油门到车速达到60kph过程中最大的冲击度;
2、加速至60kph时间:从初始车速踩油门开始→加速至60kph时间;

60~20~60

60~30~60

60~40~60

60~50~60

3.2.4  匀速性能

测试目标:驾驶员通过油门踏板控制车辆匀速行驶的难易程度,及巡航行驶过程中车速稳定性和加速稳定性。

测试前提条件:关闭空调等车辆负载,车辆预热5min,环境温度>10℃,一名驾驶员和一名标定测试人员。

性能指标

载荷

驾驶模式
能量回收模式

档位
车速

电池SOC

油门

制动

坡度

关注点

评价指标

匀速行驶

①空载
②满载

①经济模式
②标准模式

D/20km/h

①75%~100%
②50%~75%
③25%~50%

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平面直路

1、通过控制加速踏板能够将车辆平稳维持在目标车速±2km/h以内;
2、行驶过程中,车辆无抖动等驾驶性问题发生;

1、扭矩扰动幅值:匀速行驶驱动电机最大扭矩与最小扭矩波动差值;
2、转速扰动幅值:匀速行驶驱动电机转速最大值与最小值波动差值;

D/50km/h

D/80km/h

定速巡航

①空载
②满载

巡航模式

①50
②80

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平直路面

车速保持±2km/h内

1、车速波动幅值;

巡航加速

1、车速平稳增加至目标车速
2、到达目标后车速稳定在±2km/h内

1、车速波动幅值;
2、巡航加速最大冲击度:从按set+设定目标车速到达到目标车速过程中最大的冲击度;

巡航减速

1、车速平稳减速至目标车速
2、到达目标后车速稳定在±2km/h内

1、车速波动幅值;
2、巡航减速最大冲击度:从按set-设定目标车速到达到目标车速过程中最大的冲击度;

巡航退出及恢复

1、车速平稳增加或减少至目标车速
2、到达目标后车速稳定在±2km/h内

1、车速波动幅值;

3.2.5  能量回收性能

测试目标:车辆在正常行驶过程中在不同车速下(参考车速70km/h、40km/h)松开油门踏板滑行直至蠕行或踩制动直至停车,感受能量回收时车辆产生的减速拖拽感和减速舒适度;对不同强度的能量回收模式,分别进行评价,并对挡位的差异性、合理性进行分析评价。

测试前提条件:关闭空调等车辆负载,车辆预热5min,环境温度>10℃,一名驾驶员和一名标定测试人员。

性能指标

载荷

驾驶模式
能量回收模式

档位
车速

电池SOC

油门

制动

坡度

关注点

评价指标

滑行能量回收

①空载
②满载

经济模式
能量回收强
能量回收标准
能量回收弱

①40 -> creep
②70 -> creep

①75%~100%
②50%~75%
③25%~50%

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平直路面

评价车辆正常行驶时以不同的车速松开加速踏板滑行直至停车(或蠕行),感受能量回收过程中车辆减速拖拽,所带来的减速舒适度主观上滑行减速过程中车速平稳下降

1、能量回收峰值扭矩:能量回收过程中最大反拖扭矩;
2、能量回收峰值扭矩响应时间:进入能量回收到反拖扭矩增至峰值扭矩过程的响应时间;
3、能量回收持续时间:从进入能量回收到退出能量回收的持续时间;
4、能量回收退出车速:退出能量回收时刻的车速;
5、进入能量回收最大冲击度:从进入能量回收至反拖扭矩增至峰值扭矩过程中最大的冲击度;
6、退出能量回收最大冲击度:退出能量回收过程中最大的冲击度;

制动能量回收

①40 -> 0
②70 -> 0

/

轻制动
0.1g

平直路面

/

中制动
0.3g

平直路面

/

重制动
0.5g

平直路面

注:每项测试完成有效测试 3 次,进行主观评价并统计相关性能指标。

4  结论

将整车驾驶性从最高车速性能、加速性能、匀速行驶性能、蠕动性能和能量回收性能5个方面细分出39个性能指标研究分析对驾驶性的影响,通过驾驶性主、客观评价分析,可以针对性地改进驾驶性能,提升驾驶愉悦感,实现客户价值,为纯电动汽车整车性能设计与优化提供参考依据。

参考文献

[1] 余志生.汽车理论[M].3 版.北京:机械工业出版社,2000: 1-29.

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[4] 成龙,邵培.驾驶性主观评价在标定验证中的应用[J].轻型汽车技术,2023(11):43-46.

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