通过查阅相关资料获悉,8个车速测试工况(除工况6)均是采用国际标准工况,模拟日常道路实际行驶情况。
主要是测试汽车在不同的驾驶环境下所产生的油耗,并能通过尾气排放量和成分分析对环境的污染程度,以制定更加合理有效的道路行驶政策。
不同国家采用的测试工况是因国情而异的。
由于测试工况只是模拟实际驾驶情况,与实际油耗有一定的差距,如实际路况的差异,不同驾驶员驾驶习惯的差异,但可作为一种参考。
一般情况下,正常车辆通过模拟工况碳当量法所测出的油耗与实际油耗在2L以内都属于正常情况。
下面对各个测试工况进行详细分析:
工况1(ECE 15):
又称作“ECE 15工况”,该限值和试验方法标准是参照联合国欧洲经济委员会(ECE)的排放法规制定的。
由怠速、加速、等速、减速等共计15种不同车速和负荷组成一个试验循环的一种试验工况,一个循环周期为195秒,完成整个循环测试需要经过4个循环共计780秒,每个循环的行驶距离为6.95km。
最高车速50km/h,平均车速19km/h。
适用于市区内的车辆行驶情况。
工况2(EUDC):
又称作“城郊高速公路工况”,EUDC工况一个循环为400秒,最高车速120km/h,平均车速62.5km/h。
目前一般是将工况1和2结合使用,即四个城市模拟工况加一个城郊模拟工况,如图1所示。
工况总运行时间为1180秒,我国和欧洲均采用此测试工况。
由图可知,无论是城市工况和市郊工况,变速度行驶时间都比较短,然而在市区日常使用中,基本上没有长时间稳定车速行驶工况出现。
图1 ECE+EUDC工况模拟循环
工况测试基本参数如表1所。
表1 基本参数
工况3(EUDC,Low Power):
此工况为车辆在低功率情况下行驶的城郊高速工况,最高车速为90km/h。
与工况2相比,此工况车速达到90km/h后,没有继续加速至120km/h的过程,而是匀速到359秒时减速至0。
工况4(FTP75,Cold Start):
即Federal Test Procedure,是美国所采用的一种市区模拟循环测试工况,此工况分为三个阶段,包括冷启动阶段,暂态阶段和热启动阶段。
其中从测速曲线图来看冷启动和热启动的车速曲线相同,分别运行时间为505秒,过渡阶段运行864秒,总计1874秒。
最大车速91.45km/h,平均车速34.1km/h。
工况4为冷启动阶段。
工况7(FTP75,Cold Start,Short):
从车速曲线上分析此工况为工况4的车速曲线进入第二次怠速之后的部分曲线。
工况8(FTP75,Transient):
此工况即为上文所提到的第二阶段,过渡阶段。
在实际测试过程中一般将三个阶段结合使用,测试曲线如图2所示。
图2 美国FTP75工况市区测试曲线
由上图可以看出,美国测试油耗时采用的排放法规模拟工况更加接近于日常行驶状态,区间里程多为变速度行驶,因此也更接近于实际油耗。
除此之外,美国FTP75工况还有一种市郊模拟工况,8工况中没有设计此项。
如图3所示。
图3 美国FTP75工况市郊测试曲线
工况5(10-15 mode):
此工况为日本的10-15模式工况,由欧洲的ECE+EUDC工况演变而来,此工况包括三个循环的10-mode和一个15-mode。
总运行距离4.16km,总运行时间660秒,最大车速70km/h,平均车速22.7km/h。
图4 10-15 mode工况测试曲线
工况6(Wide Open Throttle):
节气门全开,此工况的.mat文件存储的数据存在问题,没有进行分析。
以上各测试工况的设计主要是针对汽车在各种行驶环境下油耗方面的检测,以此来评价车辆的排放状况。
而对车速控制器的一些性能方面的测试并没有明显的体现。
通过修改控制器的相关参数,得到了较为理想的响应曲线,与各工况的设定车速基本吻合,但整体呈小幅滞后的趋势,滞后时间在0.06s左右,且在部分区段有明显的误差。
仿真曲线详见“工况曲线”文件。
工况1:
0-20s:最大滞后时间τ =0.03s。
设定车速Vi=15km/h时:
输出车速V o=14.936km/h;
残余偏差C=Vi-V o=0.064km/h;
超调量σ =(15.032-14.936)/14.936*100%=0.643%。
60s-80s:最大滞后时间τ = 0.065s。
设定车速Vi=32km/h时:
输出车速V o=31.883km/h;
残余偏差C=0.117km/h;
超调量σ = 0.85%。
160s-180s:最大滞后时间τ =1.73s。
设定车速Vi=35km/h时:
输出车速V o=34.87km/h;
残余偏差C=0.13km/h;
超调量σ = -0.16%。
工况2:
0-30s:最大滞后时间τ =0.11s。
设定车速Vi=15km/h时:
输出车速V o=14.936km/h
残余偏差C=0.064km/h
超调量σ = 0.5%。
100s-150s:最大滞后时间τ =1.6s。
设定车速Vi=50km/h时:
输出车速V o=49.835km/h
残余偏差C=0.165km/h
工况4,7,8给出的设定车速基本上都是处于变速状态,不知如何对其进行数据指标分析,故没做具体分析。
其余工况均可按以上方法分析。