不同駕駛模式對(duì)油耗影響研究

周延瑞　伍俊　叢日振　李強(qiáng)

摘 要：文章通過對(duì)一款搭載2.0L排量增壓汽油機(jī)轎車在ECO和Normal兩種模式下進(jìn)行油耗仿真和實(shí)測(cè)，對(duì)比分析了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)、換擋線和油門開度差異，結(jié)果表明：ECO模式較Normal模式整車油耗在WLTC循環(huán)實(shí)測(cè)降低0.06L/100km，模擬用戶實(shí)際工況降低0.13 l/00km，ECO模式油門踏板開度相對(duì)更大，ECO模式下顧客主觀感受會(huì)動(dòng)力性變差。

關(guān)鍵詞：駕駛模式 燃油經(jīng)濟(jì)性

1 引言

2020年9月22日，我國(guó)提出將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，到2060年左右，中國(guó)將實(shí)現(xiàn)釋放的碳和吸收的碳達(dá)到平衡，即我們常說的“碳達(dá)峰”和“碳中和”，為了這一目標(biāo)，國(guó)家對(duì)汽車的排放和油耗水平均提出了更高的要求，發(fā)布和實(shí)施了國(guó)六排放油耗法規(guī)。CAFAC積分（乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法）的壓力也讓各大主機(jī)廠都在大力發(fā)展混動(dòng)車輛、純電車輛，在往電氣化電動(dòng)化過渡的路上，對(duì)搭載傳統(tǒng)動(dòng)力的車型進(jìn)行降油耗的研究同樣勢(shì)在必行。主流的降油耗路線包含發(fā)動(dòng)機(jī)本體增加EGR、電子水泵提升熱效率、整車降重、降摩擦、降風(fēng)阻、降滾阻等，以上措施對(duì)油耗貢獻(xiàn)較大，但對(duì)車型的改動(dòng)及開發(fā)周期費(fèi)用同樣巨大，性價(jià)比并不高，而通過換擋線、發(fā)動(dòng)機(jī)工況點(diǎn)的優(yōu)化可以快速提升整車油耗，且優(yōu)化成本較低，適合于量產(chǎn)車型的年款升級(jí)優(yōu)化。

通常汽車設(shè)置有不同的駕駛模式供用戶選擇，主要包括ECO、Normal、SPORT等模式，用戶可以根據(jù)不同的駕駛路況選擇對(duì)應(yīng)的駕駛模式，以達(dá)到最優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)性、舒適性和加速性感受。ECO模式為經(jīng)濟(jì)性模式，通過合理的擋位控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)間，有相對(duì)較低的油耗表現(xiàn)，適合于車速低、擁堵現(xiàn)象較多的城市路況，適合日常上下班通勤；Normal模式為普通模式，在保證動(dòng)力性不變的基礎(chǔ)上也獲得較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，汽車的油門響應(yīng)最平衡，操控感更簡(jiǎn)單舒適，容易上手，為多數(shù)車型的默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)模式，本文針對(duì)ECO和Normal兩種駕駛模式在同一臺(tái)整車上進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試和分析，對(duì)比說明了兩種駕駛模式的主要差異和表現(xiàn)，為新車型降油耗開發(fā)提供不同的思路。

2 （試驗(yàn)）車輛及發(fā)動(dòng)機(jī)信息

本次試驗(yàn)選用了一款2.0T 7DCT緊湊型轎車進(jìn)行測(cè)試分析，詳細(xì)參數(shù)見表1。

車輛為量產(chǎn)新下線狀態(tài)，性能表現(xiàn)較好，滿足研究分析要求。

3 研究方案

根據(jù)研究目的要求，按照時(shí)間計(jì)劃分為四個(gè)部分：車輛磨合、道路行駛阻力測(cè)試、轉(zhuǎn)鼓油耗測(cè)試、試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析，詳見下文。

3.1 車輛磨合

車輛按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行3000km磨合，磨合試驗(yàn)在中汽研鹽城汽車試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，包含低速、中速、高速和制動(dòng)等路況，磨合的目的是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)卡鉗、輪轂軸承和輪胎等進(jìn)行充分磨合，使車輛達(dá)到用戶正常使用狀態(tài)。

3.2 道路行駛阻力測(cè)試

車輛完成磨合后在試驗(yàn)場(chǎng)直線路上進(jìn)行整車行駛阻力測(cè)試，測(cè)試出車輛的實(shí)際阻力，用于后續(xù)的轉(zhuǎn)鼓油耗測(cè)試轉(zhuǎn)鼓阻力加載。整車行駛阻力測(cè)試按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)執(zhí)行，使用VBOX設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)控制環(huán)境溫度、風(fēng)速和胎壓等邊界條件，確保測(cè)試結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確。

3.3 轉(zhuǎn)鼓油耗測(cè)試

按照表2試驗(yàn)策劃進(jìn)行試驗(yàn)，包含國(guó)標(biāo)WLTC循環(huán)和GLTC循環(huán)兩個(gè)路譜，每個(gè)循環(huán)分別進(jìn)行ECO 和Normal測(cè)試，每種狀態(tài)兩輪測(cè)試，取平均值進(jìn)行結(jié)果對(duì)比，試驗(yàn)方法參照國(guó)標(biāo)進(jìn)行。

說明：GLTC為模擬客戶實(shí)際道路駕駛制定的路譜，低速市區(qū)工況更多，循環(huán)時(shí)間與WLTC相同，循環(huán)油耗相對(duì)略高，詳見下文說明。

測(cè)試循環(huán)說明：WLTC為國(guó)標(biāo)循環(huán)；GLTC為模擬客戶試駕駕駛循環(huán)，低速工況更多，見圖1和表2。

3.4 油耗結(jié)果

3.4.1 仿真分析結(jié)果

ECO模式較Normal模式相比，WLTC循環(huán)油耗降低0.11 L/100km，降幅1.57%；GLTC循環(huán)油耗降低0.15 L/100km，降幅2.03%，見表4。

3.4.2 實(shí)車油耗測(cè)試

ECO模式較Normal模式相比，WLTC循環(huán)油耗降低0.06 L/100km，降幅0.85%；GLTC循環(huán)油耗降低0.13 L/100km，降幅1.66%，見表5。

3.5 數(shù)據(jù)分析

3.5.1 運(yùn)行工況點(diǎn)分析

試驗(yàn)過程中對(duì)GLTC和WLTC循環(huán)實(shí)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并在發(fā)動(dòng)機(jī)萬有Map上繪制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)ECO模式發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)趨勢(shì)上更靠近Map經(jīng)濟(jì)區(qū)，但差異不明顯。

3.5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)油門對(duì)比

試驗(yàn)過程中對(duì)車輛油門踏板開度信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)比發(fā)現(xiàn)ECO模式油門開度約為Normal模式兩倍，說明相同車速下駕駛員需要更深的踩油門。

3.5.3? ?變速器擋位對(duì)比

試驗(yàn)過程中對(duì)車輛變速箱擋位信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)比發(fā)現(xiàn)ECO模式升擋和降擋相對(duì)更積極，實(shí)際客戶感受為升降擋更早一些。

3.5.4 換擋線對(duì)比

對(duì)車輛的TCU控制單元中的換擋Map進(jìn)行分析，見圖9和圖10，中小油門下，ECO模式的升擋和降擋更積極，油門開度大于20%和車速大于20km/h工況下升擋線更靠前，ECO較Normal升降擋略有積極但不明顯， 兩種模式100%油門下升、降擋線相同，車輛默認(rèn)100%油門下動(dòng)力性優(yōu)先。

4 研究總結(jié)

（1）GLTC油耗：仿真ECO模式較Normal模式油耗低0.15 L/100km，實(shí)測(cè)低0.13 L/100km；

（2）WLTC油耗：仿真ECO模式較Normal模式油耗低0.11 L/100km，實(shí)測(cè)低0.06 L/100km；

（3）運(yùn)行工況點(diǎn)：GLTC和WLTC循環(huán)實(shí)測(cè)均無明顯差異；

（4）實(shí)測(cè)換擋表現(xiàn)：ECO較Normal升降擋略有積極，通過積極的升降檔動(dòng)作，盡可能的使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)靠近最優(yōu)油耗區(qū)域。

通過對(duì)不同駕駛模式對(duì)油耗的影響研究，發(fā)現(xiàn)normal模式通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況點(diǎn)優(yōu)化及換擋線的提升，使得整體發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)更靠近油耗Map經(jīng)濟(jì)區(qū)，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性水平。因此，針對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)新車型的開發(fā)，提升燃油經(jīng)濟(jì)性，除了對(duì)風(fēng)阻、滾阻、車重、發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率等項(xiàng)目?jī)?yōu)化外，還因考慮如何將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)往油耗經(jīng)濟(jì)區(qū)靠近，換擋線、啟停技術(shù)、BSG電機(jī)等輔助技術(shù)都將是車型本體變更不大且成本較低的方案。

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