05-AVL CRUISE应用之滑行数据的处理及整车阻力的设定_通用五菱

AVL CRUISE应用之滑行数据的处理及整车阻力的设定

杨晓巫绍宁

上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州市河西路18号摘要：本文主要讨论了在汽车模拟仿真软件A VL CRUISE的应用过程中整车阻力的设定，论述了整车阻力的获得方法，着重阐述在处理汽车滑行试验数据时应注意的问题及利用A VL CRUISE软件将处理好的滑行参数转换成整车阻力。

关键词：滑行数据整车阻力

主要软件：A VL CRUISE

1. 前言

众所周知，汽车在行驶中有滚动阻力，空气阻力，坡道阻力和加速阻力等四种阻力，在车速较低时，空气阻力较小，行驶阻力以滚动阻力为主。随车速升高，空气阻力所占比例加大。汽车的滚动阻力和空气阻力是消耗性行驶阻力。方便，快捷，准确的测定汽车的这两项阻力对降低汽车油耗具有重要的意义。精确测定滚动阻力多在转鼓试验台进行，精确测定空气阻力多在风洞内进行，同时这两种阻力也可以用道路滑行试验的方法进行。风洞试验条件稳定, 1∶1 模型风洞试验测量，空气阻力系数效果真实, 但试验所需费用较高, 限制了一般条件的工厂应用. 滑行试验成本低, 可靠性较高, 实用性强; 因此, 国内外仍然大量采用路面滑行试验法来测定汽车的空气阻力系数。下面我们来讨论一下如何处理滑行试验得到的数据，在AVL CRUISE的应用中如何准确的设定整车阻力，力求准确模拟车辆运行状况的问题。

2．汽车道路滑行试验的数据处理

2．1．滑行数据采样分析

一般汽车动力性试验的采样模式有时间采样、速度采样和里程采样三种。为提高试验精度，选取采样模式应以高速段采点较多、低速段采点相对较少为原则。采样步长对试验精度也有影响。步长过大，采点少，精度必然低。但若步长过小，由于数据波动大，有高频波成分，反而降低了拟合精度。以下面的试验数据为例（图2-1），速度采样步长为5km/h，拟合时约有25个有效点。在滑行试验中，五轮仪记录了如下4个参数的数值：序号NO、时间t、车速v 和里程s。此这4个

数组的数据一般不能直接用来拟合，需进行处理。

2．1．1 除异点

平均减速度本质上反应了汽车滑行过程中的受力。除滚动阻力和空气阻力外，汽车还受许多随机激励。如路面上微小的凸起和凹坑、水泥接缝、偶尔阵风等等。这些随机激励对平均减速度的数值产生影响。采样数据受随机激励影响，使得v—t 曲线波动较大。因此，拟合前要剔除异点，即把明显不合理的数据删除。某数值与其相邻的两数平均值相比，若超过2倍或小于50%，则视为异点。剔除异点要慎重。因为每剔除一个异点，就会引起该处的速度间隔比别处大一倍，拟合点也少一个。如图2-1中粉红色的这组与其他数据相比，其滑行到0时的时间（133.6s）比其他组的都小，在起始滑行速度差不多的时候，这个数值就明显的不合理，故在拟合前应去掉这组数据。另外在同一组数据中也有可能出现波动较大的点，在进行拟合前应仔细检查并删除。

2．1．2 插值

如表2中的第一组数据，试验得到的车速的间隔并不是均匀的，这需要插值，由于车速与时间的关系，一般采用线性插值。尽量使车速的间隔变化均匀， 图2-2 图2-3 。

同理可以对每组滑行数据进行插值，下图是某款车型的滑行试验的数据（图2-4），

图2-4 滑行数据

插值后得到的结果（图2-5）

图2-5 插值结果

2．1．3 看是否单调。

比较两相邻车速间的时间变化量△T(s)，如果△T(s) 单调递增的话则可以保证滑行曲线是平滑的。如图5中△T(s)是单调递增的，则对应的V-T 平均的关系是平滑的曲线。如图2-6

图2-6 V-T

平滑曲线

或者把滑行数据中的速度和时间作如下的处理：图2-7.在此亦要保证△T (s)是单调的，v ～t 关系曲线才是平滑的。在代入cruise 进行计算是在属性中选择from deceleration Interval characteristic，图2-10。此时输入cruise 的v ～t 关系中的v 应是△T 对应的相邻两车速的平均值。

图2-7

2．2．Cruise的convention功能

插值完成，并检查△T(s)单调后可以把往返两个方向的时间t 取平均，得

到处理好的数据t-v关系代入cruise进行计算。

图2-8 属性选项

图2-9 滑行特性

图2-10 属性选项

图2-11 deceleration Interval characteristic

要注意这个时候的参考载荷应该是参考车型做滑行试验时的载荷，此时

Frontal Area , Drag Coefficient 都不起作用。

图2-12

点击convention 键就可以得到车辆的车速-阻力特性了（函数或者曲线特

性）。等等虽然cruise里truncate left，truncate right功能，使曲线更平滑。但是轻易不要截掉V-T关系曲线的任何一段，因为truncate left，truncate right 截去的是V-T关系曲线的两头，即低速段和高速段的曲线。但是对于随车速变化的整车阻力而言这两段车速却是最敏感的，因为在低速段车辆主要表现为滚动阻力，在高速段则主要反映空气阻力，本身我们的V-T关系的采样点就不多，随便截去一两个点可能都会对我们拟合的结果造成影响V-T关系曲线。而且UDC 和NEDC循环中有一段车速是在0-40km/h之间，这一车速段的阻力会对我们的最终油耗值有直接的影响。而且在高速段的阻力会影响到最高车速的大小，如图2-13

图2-13

整车阻力与驱动力交点在4档156km/h左右，如果在做convention时截掉了高速段的曲线，则会影响拟合精度，最终反映到最高车速上就会有明显的变化。故轻易不要截去处理好的滑行数据中的某一点。如果滑行曲线处理的不平滑可以做适当调整，使其尽量平滑。

2.3 车辆的阻力的定义形式

车辆的阻力可以被定义成一个阻力函数 （三个影响因子）：参考车型的系数换算：Function：常数项： a一次项： b 二次项： c。cruise的转换功能可以获得这个函数中的a，b，c或者直接获得整车的阻力曲线。当我们知