AVL-CRUISE-2019-整車(chē)經(jīng)濟(jì)性動(dòng)力性分析操作指導(dǎo)書(shū)

AVL_CRUISE_2019_整車(chē)經(jīng)濟(jì)性動(dòng)力性分析操作指導(dǎo)書(shū)AVLCRUISE純電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性動(dòng)力性分析操作指導(dǎo)書(shū)

目錄TOC\o"1-1"\h\z\t"a1,1,a2,2,a3,3"AVLCRUISE純電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性動(dòng)力性分析操作指導(dǎo)書(shū)第一章AVLCruise2014簡(jiǎn)介 11.1動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真集成平臺(tái) 21.2AVLCruise建模分析流程 31.3主要模塊功能 31.4AVLCruise計(jì)算任務(wù)的設(shè)定 9第二章汽車(chē)零部件模型建立 142.1.軟件啟動(dòng) 142.2.Project創(chuàng)建 15第三章整車(chē)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性分析模型連接 443.1.部件之間物理連接 443.2.部件之間信號(hào)連接 45第四章整車(chē)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性分析任務(wù)設(shè)置 494.1爬坡性能任務(wù)制定 504.2等速百公里油耗分析 534.3最大車(chē)速分析 564.4循環(huán)工況油耗分析 594.5加速性能任務(wù)制定 62第五章計(jì)算及分析處理 655.1.計(jì)算參數(shù)設(shè)置 655.2.分析處理 65第六章整車(chē)動(dòng)力性/經(jīng)濟(jì)性計(jì)算理論 716.1動(dòng)力性計(jì)算公式 716.1.1變速器各檔的速度特性 716.1.2各檔牽引力 716.1.3各檔功率計(jì)算 726.1.4各檔動(dòng)力因子計(jì)算 726.1.5最高車(chē)速計(jì)算 726.1.6爬坡能力計(jì)算 736.1.7最大起步坡度 746.1.8加速性能計(jì)算 746.1.9比功率計(jì)算 766.1.10載質(zhì)量利用系數(shù)計(jì)算 766.2經(jīng)濟(jì)性計(jì)算公式 766.2.1直接檔（或超速檔）等速百公里油耗計(jì)算 766.2.2最高檔全油門(mén)加速500m的加速油耗（L/500m） 776.2.3循環(huán)工況百公里燃油消耗量 78第一章AVLCruise2014簡(jiǎn)介1.1動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真集成平臺(tái)AVLCruise是AVL公司開(kāi)發(fā)一款整車(chē)及動(dòng)力總成仿真分析軟件。它可以研究整車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性能及制動(dòng)性能，是車(chē)輛系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)。AVLCruise軟件已經(jīng)成功的在整車(chē)生產(chǎn)商和零部件供應(yīng)商之間搭建起了溝通的橋梁。該軟件與其他整車(chē)仿真工具相比，具有以下主要特點(diǎn)：1.通過(guò)模塊化的建模方式，可以快速將傳統(tǒng)車(chē)輛改變?yōu)橄冗M(jìn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，并支持分層建模，方便客戶(hù)管理各個(gè)子系統(tǒng)。2.Cruise內(nèi)置了很多基于汽車(chē)工程應(yīng)用的計(jì)算任務(wù)。主要有循環(huán)工況任務(wù)、巡航工況任務(wù)、最大爬坡度計(jì)算任務(wù)、穩(wěn)態(tài)行駛性能任務(wù)、全負(fù)荷加速性能任務(wù)、制動(dòng)/滑行/反拖任務(wù)以及最大牽引車(chē)計(jì)算任務(wù)等。3.有大量的電氣部件，可用于電動(dòng)汽車(chē)或者混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)；立體式全方位的接口，便于進(jìn)行整車(chē)集成測(cè)試；也可以對(duì)先進(jìn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，例如：AT、AMT、DCT和GSI等，其中的GSP模塊可進(jìn)行換擋規(guī)律的生成和優(yōu)化。4.根據(jù)預(yù)先設(shè)定的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性或者排放性指標(biāo)，可以進(jìn)行動(dòng)力參數(shù)匹配計(jì)算和動(dòng)力總成匹配計(jì)算。5.內(nèi)置Function函數(shù)，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求編寫(xiě)控制策略。6.Cruise軟件可以與AVLIn-Motion、dSPACE和ETAS等硬件系統(tǒng)進(jìn)行耦合仿真，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛動(dòng)力總成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)(RealTime)仿真；也可以調(diào)試和分析控制系統(tǒng)，縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間并且提高幵發(fā)速度。7.可同時(shí)進(jìn)行正向仿真和逆向仿真。正向仿真是指駕駛員根據(jù)車(chē)速要求，通過(guò)調(diào)整油門(mén)踏板和制動(dòng)踏板，使實(shí)際車(chē)速跟隨目標(biāo)車(chē)速的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程由于存在駕駛員的主觀意識(shí)和調(diào)整過(guò)程，因此實(shí)際車(chē)速會(huì)圍繞目標(biāo)車(chē)速呈小幅波動(dòng)趨勢(shì)，波動(dòng)的幅度與控制器的控制特性有關(guān)；逆向仿真是指根據(jù)車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩(功率)需求逆向推導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；只要該需求轉(zhuǎn)矩在發(fā)動(dòng)機(jī)可提供的范圍內(nèi)，逆向仿真可確保實(shí)際車(chē)速與目標(biāo)車(chē)速完全一致。8.采用與Oracle對(duì)接的數(shù)據(jù)庫(kù)管理體系，便于進(jìn)行系統(tǒng)的管理和資源分配，提高了數(shù)據(jù)管理的安全性，同時(shí)方便實(shí)現(xiàn)Cruise軟件不同使用群體之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)讀?。粡?qiáng)大的數(shù)據(jù)搜尋和對(duì)比功能，使用戶(hù)在面對(duì)大量的數(shù)據(jù)的情況下可根據(jù)自己設(shè)定的邊界條件便捷的進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取和對(duì)比。1.2AVLCruise建模分析流程輸入?yún)?shù)生成車(chē)輛模型項(xiàng)目/方案在Cruise軟件中建立仿真模型時(shí)，需要按照一定的流程圖逐步建立整車(chē)模型。這樣可以避免不必要的錯(cuò)誤，防止數(shù)據(jù)的遺漏，保證仿真過(guò)程的順利進(jìn)行。在建模過(guò)程中，推薦的仿真流程圖如1所示。輸入?yún)?shù)生成車(chē)輛模型項(xiàng)目/方案計(jì)算任務(wù)通信連接物理連接計(jì)算任務(wù)通信連接物理連接結(jié)果輸出運(yùn)行計(jì)算設(shè)置計(jì)算結(jié)果輸出運(yùn)行計(jì)算設(shè)置計(jì)算圖1AVLCruise建模分析流程圖1.3主要模塊功能Vehicle模塊Vehicle模塊是每個(gè)模型的基本組件，在該組件中可以定義車(chē)輛的基本尺寸、重量等參數(shù)。每個(gè)模型只能有一個(gè)Vehicle模塊。該組件可以計(jì)算得到車(chē)輪動(dòng)態(tài)載荷、空氣阻力、滾動(dòng)阻力、坡度阻力、加速阻力以及車(chē)輛總阻力。Vehicle模塊參數(shù)輸入主界面如圖2所示。圖2Vehicle模塊參數(shù)輸入主界面在Vehicle模塊中，需要輸入的主要參數(shù)有：油箱容積、較接點(diǎn)到前軸的距離、軸距、臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)的固定點(diǎn)到地面的距離、重心到前軸的距離、重心高度、前后輪胎壓、整備質(zhì)量、滿(mǎn)載質(zhì)量、迎風(fēng)面積、空氣阻力系數(shù)以及前后軸升力系數(shù)等。Engine模塊Engine模塊是通過(guò)特性曲線(xiàn)和Map圖來(lái)建模的。理論上，要求使用在試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)定的燃油消耗和廢氣排放圖。這些Map圖是在發(fā)動(dòng)機(jī)的某一工作溫度時(shí)測(cè)定的。而在冷起動(dòng)模擬時(shí)，可以采用溫度和摩損模塊來(lái)考慮燃油消耗和廢氣排放的增加。如果再輸入增壓器的一些附加特性(增壓器工作壓力，進(jìn)氣溫度等),就可以研究增壓器對(duì)全負(fù)荷加速時(shí)間的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)可以根據(jù)新發(fā)動(dòng)機(jī)的排量進(jìn)行相應(yīng)地縮放。所有與發(fā)動(dòng)機(jī)排量相關(guān)的數(shù)據(jù)都要乘以發(fā)動(dòng)機(jī)的排量比。Engine模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖3所示。圖3Engine模塊參數(shù)輸入主界面在Engine模塊中需要輸入的主要參數(shù)有：發(fā)動(dòng)機(jī)排量、氣紅數(shù)、沖程數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)時(shí)間、燃油熱值以及燃油密度等。Clutch模塊Clutch模塊用于模擬手動(dòng)變速箱的摩擦式離合器模型，最大傳遞轉(zhuǎn)矩是摩擦式離合器的主要性能。最大傳遞轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)輸入的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)來(lái)計(jì)算，也可以直接輸入。Clutch可以由Driver通過(guò)離合器踏板行程控制，或者由ClutchControl、ClutchProgram來(lái)控制。Clutch模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖4所示。圖4Clutch模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：離合器輸入、輸出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩、離合器摩擦片的內(nèi)外工作半徑、摩擦面數(shù)等。GearBox模塊GearBox模塊中，考慮了傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和轉(zhuǎn)矩?fù)p失等因素，將驅(qū)動(dòng)端的輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成動(dòng)力輸出端的輸出轉(zhuǎn)矩。GearBox模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖5所示。圖5GearBox模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：擋位數(shù)目、各個(gè)擋位的傳動(dòng)比、每一擋位的驅(qū)動(dòng)輸入端和動(dòng)力輸出端的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、每一擋位嚙合齒輪齒數(shù)等。SingleRatioTransmission模塊SingleRatioTransmission模塊用來(lái)模擬主減速器，與GearBox模塊類(lèi)似，不同的是該部件只提供一個(gè)傳動(dòng)比。SingleRatioTransmission模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖6所示。該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：主減速比、驅(qū)動(dòng)端和動(dòng)力輸出端的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。圖6SingleRatioTransmission模塊參數(shù)輸入主界面Differential模塊Differential模塊用來(lái)模擬差速器。考慮了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，該部件可以把驅(qū)動(dòng)端的輸入轉(zhuǎn)矩分成兩個(gè)動(dòng)力輸出端的輸出轉(zhuǎn)矩，或者把兩個(gè)動(dòng)力輸入端的輸入轉(zhuǎn)矩求和。另外，該部件還提供了差速鎖。Differential模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖7所示。圖7Differential模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)、驅(qū)動(dòng)端和動(dòng)力輸出端的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。Wheel/Tire模塊Wheel/Tire模塊是車(chē)輛和道路之間的連接模塊。該模塊可以考慮輪胎滑移。并且有Michelin滾動(dòng)阻力矩模型，可以考慮眾多參數(shù)對(duì)車(chē)輪阻力的影響。Wheel模塊輸入?yún)?shù)主界面如圖8所示。圖8Wheel/Tire模塊參數(shù)輸入主界面Cockpit模塊Cockpit模塊用來(lái)模擬駕駛室。駕駛室用來(lái)鏈接車(chē)輛和駕駛員。并且可以確定哪些信息與數(shù)據(jù)可以被駕駛員調(diào)用以及駕駛員的輸出對(duì)車(chē)輛的影響。Cockpit模塊輸入?yún)?shù)主界面如圖9所示。圖9Cockpit模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：前進(jìn)擋數(shù)、倒擋數(shù)、最大制動(dòng)力等。1.4AVLCruise計(jì)算任務(wù)的設(shè)定計(jì)算任務(wù)的組織管理是通過(guò)文件夾的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于每一項(xiàng)任務(wù)都包括以下文件夾：計(jì)算任務(wù)特性設(shè)置文件夾、計(jì)算任務(wù)文件夾、Course(道路)設(shè)置文件夾、Driver(駕駛員）設(shè)置文件夾。對(duì)于不同的計(jì)算任務(wù)文件夾，在不需要計(jì)算時(shí)，可以關(guān)閉來(lái)節(jié)省計(jì)算時(shí)間。大部分計(jì)算任務(wù)可以設(shè)置為道路模式或者底盤(pán)測(cè)功機(jī)模式。這兩者的主要區(qū)別在于車(chē)輛的阻力不同。在底盤(pán)測(cè)功機(jī)模式中，需要定義飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。另外，在考慮和不考慮輪胎滑移的計(jì)算任務(wù)中，可以考慮理論上所能傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不同。計(jì)算任務(wù)特性設(shè)置文件夾該文件夾主要是設(shè)置計(jì)算精度、仿真步長(zhǎng)等參數(shù)，一般取默認(rèn)值。推薦的默認(rèn)設(shè)置如下:CalculationAccuracy：normal(possiblyhigh)CorrectionThreshold：highSimulationMax.SimulationTimeStep：0.05sOutputafterevery1SimulationStep(s)ReverseEngineeringOutputafterevery1CalculationStep(s)TimeInterval：0.5sVelocityInterval：O.5km/h計(jì)算任務(wù)文件夾該文件夾用于設(shè)置計(jì)算任務(wù)。Cruise軟件內(nèi)置了多種基于汽車(chē)工程應(yīng)用的計(jì)算任務(wù)。包括的任務(wù)如下:循環(huán)行駛工況(CycleRun)該任務(wù)用來(lái)計(jì)算整車(chē)在標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況（如UDC、NEDC等）中的燃油油耗和排放情況。Cruise內(nèi)置了各個(gè)國(guó)家不同駕駛需求的標(biāo)準(zhǔn)路譜，用戶(hù)可以方便地使用，另外用戶(hù)也可以根據(jù)實(shí)際道路譜修正道路譜。爬坡性能分析(ClimbingPerformance)該任務(wù)屬于靜態(tài)計(jì)算，用于計(jì)算各個(gè)擋位，發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最大爬坡度。另外，也可以計(jì)算在一定轉(zhuǎn)速或者一定車(chē)速的最大爬坡度。穩(wěn)態(tài)行駛性能分析(ConstantDrive)該任務(wù)也是靜態(tài)計(jì)算，用于計(jì)算各個(gè)擋位的等速燃油消耗和排放。其中的最高車(chē)速子任務(wù)可以計(jì)算實(shí)際達(dá)到的最高車(chē)速和理論最高車(chē)速。優(yōu)化是通過(guò)改變主減速器速比來(lái)進(jìn)行的，結(jié)果中可以得到主減速比優(yōu)化系數(shù)。全負(fù)荷加速性能(FullLoadAcceleration)在該任務(wù)下有三個(gè)子任務(wù)：各擋最大加速性能計(jì)算(MaximumAccelerationinallGears)：該子任務(wù)也是靜態(tài)計(jì)算，可以計(jì)算得到所有車(chē)速和擋位下的最大加速度。原地起步連續(xù)換擋加速性能(ShiftingGearsfromStandstill)：該任務(wù)可以計(jì)算車(chē)輛原地起步連續(xù)換擋加速性能。超車(chē)加速性能(Elasticity)：該任務(wù)用于計(jì)算車(chē)輛的超車(chē)加速性能。最大牽引力計(jì)算(MaximumTractionForce)該任務(wù)也是靜態(tài)計(jì)算，可以得到所有車(chē)速和擋位下的發(fā)動(dòng)機(jī)最大牽引力。同時(shí)在結(jié)果中，可以得到驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖和功率平衡圖。巡航行駛工況(Cruising)該任務(wù)與循環(huán)工況任務(wù)相似，可用于計(jì)算客戶(hù)自己定義的已知兩城市間的總體燃油消耗和排放。制動(dòng)/滑行/反拖(Brake/Coast/Thrust)通過(guò)設(shè)置是否換擋和是否有制動(dòng)力，該任務(wù)可用于分析車(chē)輛的制動(dòng)、滑行以及反拖性能。Course(道路)設(shè)置文件夾Course部件用于描述計(jì)算任務(wù)的環(huán)境條件。為了描述外界環(huán)境，的大氣壓力、大氣密度以及溫度等都是必需的。所需輸入?yún)?shù)有：可以與時(shí)間或距離相關(guān)的一些輸入?yún)?shù)：大氣溫度濕度行駛方向上的風(fēng)速過(guò)程信號(hào)，可以定義為車(chē)輛模型的外部輸入信號(hào)其他的與距離相關(guān)的輸入?yún)?shù)還有：大氣密度或壓力道路摩擦系數(shù)道路高度變化路段車(chē)速限制圖10所示為Course文件夾設(shè)置窗口：圖10Course設(shè)置窗口Driver(駕駛員）設(shè)置文件夾駕駛員模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)駕駛員的操作。圖11為Driver設(shè)置窗口。圖11Driver設(shè)置窗口Cruise中內(nèi)置了多種標(biāo)準(zhǔn)的駕駛員操作數(shù)據(jù)，方便用戶(hù)選擇。在行駛循環(huán)測(cè)試中得到的車(chē)輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，很大程度上受到駕駛員操作特征的影響。駕駛員的操縱特征、駕駛員的操縱習(xí)慣特點(diǎn)是駕駛員操縱車(chē)輛的決策基礎(chǔ)。Cruise的模塊化理念使得對(duì)于同一輛車(chē)，可以采用不同的駕駛員來(lái)執(zhí)行大量不同的任務(wù)。反過(guò)來(lái)，同一類(lèi)型的駕駛員模塊也可以用于不同的車(chē)輛進(jìn)行燃油經(jīng)濟(jì)性能和動(dòng)力性能的測(cè)試。第二章汽車(chē)零部件模型建立本次計(jì)算是以某4×2后驅(qū)車(chē)為基礎(chǔ)，進(jìn)行零部件建模，整車(chē)模型搭建、計(jì)算任務(wù)設(shè)定、計(jì)算結(jié)果處理等，最終評(píng)價(jià)匹配結(jié)果，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，最終滿(mǎn)足性能要求。2.1.軟件啟動(dòng)開(kāi)始→所有程序→AVLCruise2014，打開(kāi)AVLCruise2014，如圖12所示。圖12打開(kāi)軟件AVLCruise2014默認(rèn)進(jìn)入U(xiǎn)ser(用戶(hù))模式，側(cè)是Project導(dǎo)航窗口，里面包括軟件自帶的各種案例模型，右側(cè)是project模型的詳細(xì)信息，如圖13所示。圖13AVLCruise2014歡迎界面2.2.Project創(chuàng)建在AVLCruise2014的安裝目錄D:\ProgramFiles\AVL\CRUISE\v2014\projects下建立純電動(dòng)汽車(chē)分析文件夾，點(diǎn)擊進(jìn)去之后再建立文件夾Electric_4×2_Rear-Drive，如圖14所示。圖14建立純電動(dòng)汽車(chē)分析文件夾接下來(lái)將會(huì)在Cruise主界面左側(cè)的Project樹(shù)中看到純電動(dòng)汽車(chē)分析的文件夾，下面有一個(gè)名為Electric_4×2_Rear-Drive的Project文件，右鍵點(diǎn)擊該project，選擇new→version，創(chuàng)建了一個(gè)Electric_4×2_Rear-Drive的算例，如圖15所示。圖15建立Electric_4×2_Rear-Drive算例右鍵點(diǎn)擊導(dǎo)航窗口中project，選擇“l(fā)oad”，進(jìn)入Desk建模主界面，如圖16所示。圖16進(jìn)入Desk建模界面下面將逐一建立純電動(dòng)汽車(chē)的各個(gè)系統(tǒng)及部件。Vehicle整車(chē)模型首先確保當(dāng)前編輯狀態(tài)處于“VehicleModel”下，點(diǎn)擊“Modules”模塊下的Vehicles，并將其拖曳到建模主窗口，如圖17所示。VehicleModelVehicleModel圖17建立Vehicle模型車(chē)輛模塊包括汽車(chē)公稱(chēng)尺寸、質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)等一些基本的數(shù)據(jù)，是傳動(dòng)系模型重要的組成部分。車(chē)輛模塊需要的參數(shù)主要包括整車(chē)整備質(zhì)量、最大總質(zhì)量、行駛阻力、車(chē)輛重心位置、車(chē)輛動(dòng)載荷、迎風(fēng)面積等，車(chē)輛模塊中主要參數(shù)如圖18所示。圖18車(chē)輛模塊尺寸其中hv,cog—車(chē)輛重心高度；lv,cog—重心到前軸高度；lv,fr—軸距；hv,vcp—鉸接點(diǎn)到地面的距離；lv,vcp—鉸接點(diǎn)到前軸的距離。1、整車(chē)質(zhì)量汽車(chē)的質(zhì)量是與汽車(chē)裝載狀態(tài)有關(guān)的。不同裝載情況下，汽車(chē)的質(zhì)量是不同的，可表示為： (2-1)其中，空載時(shí)半載時(shí)滿(mǎn)載時(shí)如果不是上面這三種狀態(tài)，則可以按式（2-2）計(jì)算汽車(chē)的瞬時(shí)質(zhì)量： (2-2)式中，mV,act：整車(chē)的瞬時(shí)實(shí)際質(zhì)量，kg；ZV,load：汽車(chē)的載荷狀態(tài)；mV,min：是汽車(chē)的整備質(zhì)量，kg；mV,zul：是汽車(chē)的滿(mǎn)載質(zhì)量，kg。2、阻力A）從物理模塊得汽車(chē)所受阻力是由空氣阻力，滾動(dòng)阻力，加速阻力和坡度阻力幾部分組成的。其中，滾動(dòng)阻力是對(duì)所有車(chē)輪逐個(gè)進(jìn)行計(jì)算得到的。空氣阻力 (2-3) (2-4)式中，vv：車(chē)速，m/s；vU,air：空氣的流動(dòng)速度，m/s；vU，V，rel：汽車(chē)與空氣的相對(duì)速度，m/s；cw：空氣阻力系數(shù)；ρU，air：空氣的密度，一般取1.2258N·s2·m-4；Av：車(chē)的迎風(fēng)面積，m2；FV,air：空氣阻力，N。坡道阻力 (2-5) (2-6)式中，αU,up：αU,dn：αU：實(shí)際坡度，rad；FV,incl：坡道阻力，N。通過(guò)相對(duì)推力kV,add,trac和kV,add,push來(lái)確定額外牽引力或者推力。它們與汽車(chē)質(zhì)量有關(guān)，其大小可以通過(guò)適用于特殊計(jì)算任務(wù)（如，最大牽引力）的方程解算器來(lái)確定。總的行駛阻力為： (2-7)式中，F(xiàn)v,res：總的行駛阻力，N。B）從參考汽車(chē)的阻力函數(shù)得首先需輸入cA，cB和cC三個(gè)參數(shù)。通過(guò)這些參數(shù)和式（2-8）可以得出行駛阻力函數(shù)，為： (2-8)式中，mref：參考汽車(chē)的質(zhì)量，kg。C）從參考汽車(chē)的阻力表得行駛阻力曲線(xiàn)是由力與車(chē)速關(guān)系得到的。從這個(gè)表中可以得出阻力函數(shù)中的常數(shù)部分和比例部分。由參考汽車(chē)的質(zhì)量得： (2-9) (2-10) (2-11)式中，A：阻力函數(shù)系數(shù)（常數(shù)部分），N；B：阻力函數(shù)系數(shù)（線(xiàn)性變化部分），Nh/km。這些部分都與車(chē)的實(shí)際質(zhì)量有關(guān)，可以分別進(jìn)行處理。用式（2-12）計(jì)算出阻力函數(shù)的高階的部分，為： (2-12)現(xiàn)在，可以計(jì)算出每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的實(shí)際阻力（FV,res,ges）。 (2-13) (2-14)D）從無(wú)參考汽車(chē)的阻力函數(shù)得輸入的cA，cB和cC三個(gè)參數(shù)。通過(guò)這些參數(shù)和式（2-15）可以得出行駛阻力函數(shù)，為： (2-15)E）從無(wú)參考汽車(chē)的阻力表得行駛阻力的曲線(xiàn)是由力與車(chē)速關(guān)系得到的。從這個(gè)表中可以得出阻力函數(shù)的常數(shù)部分和比例部分。 (2-16) (2-17) (2-18)這些部分都與車(chē)的實(shí)際質(zhì)量有關(guān)，可以分別進(jìn)行處理。用式（2-19）計(jì)算出阻力函數(shù)的高階部分，為： (2-19)現(xiàn)在，可以計(jì)算出每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的實(shí)際阻力。 (2-20) (2-21)3、質(zhì)心位置由于在進(jìn)行車(chē)輪動(dòng)載荷分配的計(jì)算時(shí)需要用到汽車(chē)質(zhì)心位置，所以需要先確定是在下面哪種情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。在路上行駛在這種情況下，質(zhì)心高度和與前軸的距離是與三種負(fù)載狀態(tài)有關(guān)的，其計(jì)算方法如下： (2-22) (2-23)式中，hV,cog,act：汽車(chē)質(zhì)心的實(shí)際高度，mm；lV,cog,act：汽車(chē)質(zhì)心距前軸的距離，mm；hV,cog(ZV,load)：依據(jù)載荷狀態(tài)的質(zhì)心高度，mm；lV,cog(ZV,load)：依據(jù)載荷狀態(tài)的質(zhì)心距離前軸的距離，mm。在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上當(dāng)在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，質(zhì)心的垂直距離和支撐點(diǎn)的高度是兩項(xiàng)很重要的參數(shù)。 (2-24)式中，hV,cd：在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上支撐點(diǎn)的高度，mm。4、車(chē)輪動(dòng)載荷A）前軸動(dòng)載荷由平衡條件可知對(duì)后輪和路面的接觸點(diǎn)處取矩的和為0，即： (2-25)依據(jù)式（2-26）可計(jì)算出前軸的載荷，為： (2-26)式中，F(xiàn)w,x,f,ax：前軸的負(fù)載，N；lV,fr：軸距，mm。前軸的載荷是均勻分布在前軸所有車(chē)輪上的，所以右前輪的載荷為： (2-27)左前輪的載荷為： (2-28)B）后軸動(dòng)載荷同前軸一樣，對(duì)前輪和路面的接觸點(diǎn)處取矩的和也應(yīng)為0，即： (2-29)所以后軸的動(dòng)載荷應(yīng)為： (2-30)右后輪的載荷為： (2-31)左后輪的載荷為： (2-32)式中，F(xiàn)w,x,r,ax：后軸的負(fù)載，N。雙擊“VehicleModel”模型圖標(biāo)，將車(chē)輛的尺寸及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖19所示。圖19Vehicle模型參數(shù)輸入Wheel車(chē)輪模型點(diǎn)擊“Modules”模塊下的Wheel，并將其拖曳到建模主窗口，如圖20所示。圖20建立Vehicle模型車(chē)輪傳遞著汽車(chē)與路面之間的力和力矩，是汽車(chē)與道路之間的傳力部件，主要功用：支撐整車(chē)的質(zhì)量；緩沖路面沖擊；產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力；提供側(cè)向力供車(chē)輛轉(zhuǎn)彎。在車(chē)輪模型中，輪胎的半徑和滾動(dòng)阻力對(duì)車(chē)輛的性能有重要的影響。車(chē)輪的滾動(dòng)阻力與滾動(dòng)阻力系數(shù)和車(chē)輪載荷有關(guān)，表達(dá)式如下：FW,r=cw,r?Fw,s式中：cw,r—滾動(dòng)阻力系數(shù)；FW,r—車(chē)輪載荷。車(chē)輪的半徑分為自由半徑、靜力半徑、滾動(dòng)半徑。滾動(dòng)半徑即汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑，表達(dá)式：式中：s—車(chē)輛行駛路程，m；nw—車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。右鍵點(diǎn)擊“WheelModel”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行輪胎屬性設(shè)置，Slip選擇“FunctionwithLimit”，每個(gè)車(chē)輪的WheelLocation選擇適當(dāng)選項(xiàng)，如圖21所示。圖21輪胎屬性設(shè)置雙擊“WheelModel”模型圖標(biāo)，將車(chē)輪的尺寸及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖22所示。圖22Wheel模型參數(shù)輸入Brake制動(dòng)器模型點(diǎn)擊“Modules”模塊下的Brakes，并將其拖曳到建模主窗口，如圖23所示。圖23建立Brake模型制動(dòng)器的功用：運(yùn)行時(shí)，使行駛的車(chē)輛減速甚至停車(chē)；停車(chē)時(shí)，使己停止的車(chē)輛不產(chǎn)生滑動(dòng)；坡道時(shí)，使車(chē)輛保持穩(wěn)定速度行駛。數(shù)學(xué)模型：MB=2pB?AB?ηB???μB?????rB??????CB式中：MB—制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，N/m;pB—液壓紅工作壓力，N;AB—制動(dòng)活塞面積，（mm2);ηB—傳動(dòng)效率；μB—制動(dòng)鼓的摩擦系數(shù)；rB—有效摩擦半徑，（mm);CB—制動(dòng)系數(shù)。右鍵點(diǎn)擊“BrakesModel”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行制動(dòng)器屬性設(shè)置，ControlVariable選擇“BrakePressure”，如圖24所示。圖24制動(dòng)器屬性設(shè)置雙擊“BrakesModel”模型圖標(biāo)，將制動(dòng)器的尺寸及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖25所示。圖25制動(dòng)器模型參數(shù)輸入傳動(dòng)系統(tǒng)模型傳動(dòng)系模型主要有離合器模塊、變速器模塊（有些純電動(dòng)沒(méi)有離合器、變速器，本車(chē)型中沒(méi)有變速器，為了建模通用型，這里詳細(xì)進(jìn)行介紹）、主減速器模塊和差速器模塊。傳動(dòng)系參數(shù)對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性影響很大，發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系匹配時(shí)，通過(guò)改變傳動(dòng)系相關(guān)參數(shù)，能夠使汽車(chē)常用行駛工況靠近發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線(xiàn)經(jīng)濟(jì)區(qū)域，從而提高汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性。Clutch離合器模型離合器直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，它能切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞，保證汽車(chē)平穩(wěn)起步；保證車(chē)輛換擋時(shí)工作平順；當(dāng)工作時(shí)受到較大動(dòng)載荷時(shí)，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載，離合器結(jié)構(gòu)原理如圖26所示。圖26離合器結(jié)構(gòu)原理圖圖中：Mc,in—發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，（N.m）；Mc,out—離合器輸出扭矩，（N.m）；Mc—離合器傳動(dòng)扭矩，（N.m）；θc,m、θc,out—離合器輸入輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，（kg?m2）；c,in、c,out—離合器輸入輸出端加速度，（m/s2）。離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算分以下兩種情況：主從動(dòng)部件相對(duì)滑動(dòng)時(shí)：Mc=-μc,act?rc,m?Fa,act?Nc主從動(dòng)部件相對(duì)結(jié)合時(shí)：Mc=式中：-μc,act—離合器實(shí)際摩擦系數(shù)；rc,m—平均有效摩擦半徑；Fa,act—實(shí)際壓緊力；Nc—摩擦盤(pán)數(shù)。點(diǎn)擊“Modules”模塊下的Clutchs，并將其拖曳到建模主窗口，如圖27所示。圖27建立Clutch模型右鍵點(diǎn)擊“Clutch”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行離合器屬性設(shè)置，ControlVariable選擇“DesiredClutchRelease”，如圖28所示。圖28離合器屬性設(shè)置雙擊“Clutch”模型圖標(biāo)，將離合器的屬性及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖29所示。圖29離合器模型參數(shù)輸入GearBox變速器模型（5速手動(dòng)為例）變速器主要作用是通過(guò)改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的范圍；能使發(fā)動(dòng)機(jī)在高功率低油耗的工況下運(yùn)行；在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，汽車(chē)能倒退行駛。變速器的結(jié)構(gòu)對(duì)整車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操作穩(wěn)定性和平順性等有重要的影響，其中變速器的傳動(dòng)比和傳遞效率對(duì)傳動(dòng)系參數(shù)優(yōu)化匹配有很大影響。變速器傳動(dòng)比、輸出軸的角速度、角加速度計(jì)算公式分別如下：式中：iG,act—當(dāng)前變速箱傳動(dòng)比；NG,act—當(dāng)前的檔位；in—輸入軸的角速度；in—輸入軸的角加速度。轉(zhuǎn)矩?fù)p失MG,loss：1)計(jì)算時(shí)不考慮轉(zhuǎn)矩?fù)p失時(shí)（ZG,loss=1）：MG,loss=0;ηG=12）計(jì)算時(shí)考慮轉(zhuǎn)矩?fù)p失時(shí)（ZG,loss=2）：MG,loss=MG,V,2(G,in;MG,loss;NG,act)+MG,V,2(G,in;NG;TG)ηG=1-式中：MG,loss—轉(zhuǎn)矩?fù)p失；MG,in—輸入扭矩；ηG—傳遞效率；MG,V,2(G,in;MG,loss;NG,act)—某一檔位的轉(zhuǎn)矩?fù)p失；MG,V,2(G,in;NG;TG)—受溫度影響的轉(zhuǎn)矩?fù)p失；點(diǎn)擊“Modules”模塊下的GearBox，并將其拖曳到建模主窗口，如圖30所示。圖30建立GearBox模型右鍵點(diǎn)擊“GearBox”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行變速箱屬性設(shè)置，Losses選擇“Efficiency”，如圖31所示。圖31變速箱屬性設(shè)置雙擊“GearBox”模型圖標(biāo)，將變速箱的屬性及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖32所示。圖32變速箱模型參數(shù)輸入FinalDrive主減速器模型主減速器作用是增大變速器輸入轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，還能利用錐齒輪改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向。主減速器的傳動(dòng)比對(duì)汽車(chē)的性能有著直接的影響。主減速器傳動(dòng)比：角速度和角加速度分別為：式中：ZD,1—主動(dòng)齒數(shù)；ZD,2—從動(dòng)齒數(shù)；iD—主減速器速比。轉(zhuǎn)矩?fù)p失的計(jì)算方法同變速器的計(jì)算方法類(lèi)似。點(diǎn)擊“Modules”模塊下的SingleRatio，并將其拖曳到建模主窗口，如圖33所示。圖33建立SingleRatio模型右鍵點(diǎn)擊“SingleRatio”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行主減速器屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)摹癉efinition”和“Losses”選項(xiàng)，如圖34所示。圖34主減速器屬性設(shè)置雙擊“SingleRatio”模型圖標(biāo)，將主減速器的屬性及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖35所示。圖35主減速器模型參數(shù)輸入Differential差速器模型差速器的主要作用是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)兩驅(qū)動(dòng)橋之間、驅(qū)動(dòng)橋左右車(chē)輪之間以不同角速度旋轉(zhuǎn)；當(dāng)汽車(chē)在行駛時(shí)，使驅(qū)動(dòng)輪以不同的角速度滾動(dòng)，從而使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，改善汽車(chē)的穩(wěn)定性和通過(guò)性。Cruise軟件中對(duì)差速器兩軸輸出轉(zhuǎn)矩是通過(guò)差速器模塊中DifferentialLock來(lái)控制的，差速器運(yùn)行方式分為鎖止、未鎖止、數(shù)據(jù)總線(xiàn)控制三種方式，鎖止方式表示差速器兩軸輸出的轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)矩不同；未鎖止方式表示差速器兩軸輸出的轉(zhuǎn)矩相同，轉(zhuǎn)速不同；數(shù)據(jù)總線(xiàn)控制表示差速器兩軸輸出的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩由輸入信號(hào)控制。點(diǎn)擊“Modules”模塊下的Differential，并將其拖曳到建模主窗口，如圖36所示。圖36建立Differential模型右鍵點(diǎn)擊“Differential”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行差速器屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)摹癓osses”選項(xiàng)，如圖37所示。圖37差速器屬性設(shè)置雙擊“Differential”模型圖標(biāo)，將差速器的屬性及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖38所示。圖38差速器模型參數(shù)輸入Engine發(fā)動(dòng)機(jī)模型點(diǎn)擊“Modules”模塊下的Engine，并將其拖曳到建模主窗口，如圖39所示。圖39建立Engine發(fā)動(dòng)機(jī)模型發(fā)動(dòng)機(jī)模型參數(shù)主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)排量、類(lèi)型、最大轉(zhuǎn)速、怠速轉(zhuǎn)速、最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、冷起動(dòng)參數(shù)、氣虹數(shù)和沖程數(shù)等，以及發(fā)動(dòng)機(jī)各種工作過(guò)程狀態(tài)下轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、效率的map圖；如發(fā)動(dòng)機(jī)外特性圖、萬(wàn)有特性圖。Cruise軟件中提供了4種類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)模型：發(fā)動(dòng)機(jī)(engine)、Boost發(fā)動(dòng)機(jī)(Boostengine)、斷虹熄火發(fā)動(dòng)機(jī)(cylinderengine)、局部發(fā)動(dòng)機(jī)(partialengine)。發(fā)動(dòng)機(jī)是傳統(tǒng)汽車(chē)的動(dòng)力源，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性對(duì)汽車(chē)性能的模擬計(jì)算有著重要影響，發(fā)動(dòng)機(jī)建模方法有理論建模法和實(shí)驗(yàn)建模法。理論建模法即在已知發(fā)動(dòng)機(jī)各特征參數(shù)情況下，利用熱力學(xué)相關(guān)知識(shí)求出發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性。該方法建模不用對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)先的測(cè)試，應(yīng)用范圍廣，同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)一次建模即可，缺點(diǎn)是建立模型較困難。實(shí)驗(yàn)建模法即通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做臺(tái)架試驗(yàn)，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)各參數(shù)，利用查表、差值、擬合等方法，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性。該方法模型搭建相對(duì)簡(jiǎn)單、精確度高，數(shù)據(jù)可以通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)得，但是不能反映發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都要進(jìn)行建模。這里采用實(shí)驗(yàn)建模法，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷性能實(shí)驗(yàn)和萬(wàn)有特性實(shí)驗(yàn)，測(cè)得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，得到外特性曲線(xiàn)和萬(wàn)有特性曲線(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷特性數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)模塊中的Fullloadcharacteristic中得到發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線(xiàn)，如圖40所示。右鍵點(diǎn)擊“Engine”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)，如圖40所示。圖40發(fā)動(dòng)機(jī)屬性設(shè)置雙擊“Engine”模型圖標(biāo)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸及其他參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖41所示。圖41發(fā)動(dòng)機(jī)模型參數(shù)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷特性數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)模塊中的Fullloadcharacteristic中得到發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線(xiàn)，如圖42所示。圖42發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)模塊中EngineMapsBasic中得到發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線(xiàn)，如圖43所示。圖43發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線(xiàn)Cockpit司機(jī)-駕駛室模型點(diǎn)擊“SpecialModules”模塊下的Cockpit，并將其拖曳到建模主窗口，如圖44所示。圖44建立Cockpit模型車(chē)輛在道路上運(yùn)行時(shí)，駕駛員利用加速踏板、制動(dòng)器踏板、離合器踏板和方向盤(pán)來(lái)操縱汽車(chē)，使之適應(yīng)環(huán)境的變化。Cruise軟件中的Cockpit模塊是司機(jī)和車(chē)輛的接口，通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)與車(chē)輛進(jìn)行信號(hào)交換，例如車(chē)輛速度、加速度行駛距離、發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)幵度等數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)傳遞給駕駛室，駕駛員根據(jù)這些信號(hào)結(jié)合道路狀況調(diào)節(jié)油門(mén)和踏板位置；同樣，駕駛員的信息也可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)傳遞給各個(gè)模塊。駕駛室模塊需要定義一些信息模擬真實(shí)的駕駛室，如換擋模式、最大制動(dòng)力、變速器擋位數(shù)、加速踏板特性曲線(xiàn)、離合器踏板特性曲線(xiàn)、制動(dòng)器踏板特性曲線(xiàn)，這些特性曲線(xiàn)可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自己定義或使用默認(rèn)的設(shè)置。右鍵點(diǎn)擊“Cockpit”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進(jìn)行司機(jī)-駕駛室屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)摹癆ccelerationPedalSelection”選項(xiàng)，如圖45所示。圖45Cockpit屬性設(shè)置雙擊“Cockpit”模型圖標(biāo)，將司機(jī)-駕駛室的參數(shù)進(jìn)行輸入，如圖46所示。Monitor監(jiān)視器點(diǎn)擊“SpecialModules”模塊下的Monitor，并將其拖曳到建模主窗口，如圖47所示。雙擊“Monitor”模型圖標(biāo)，在“DescriptionofDataBus”中將需要監(jiān)視的變量添加進(jìn)去，如圖48所示。圖46Cockpit模型參數(shù)輸入圖47建立Monitor模型圖48Monitor模型參數(shù)輸入至此，4×2后驅(qū)車(chē)零部件建模完成。第三章整車(chē)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性分析模型連接3.1.部件之間物理連接零部件模型建立完畢之后，主窗口中所有的部件如圖49所示，所有需要連接的部件上面都有連接接口“pin”，適時(shí)調(diào)整部件的位置與“pin”的位置，為了便于物理連接。圖49整車(chē)未連接前狀態(tài)由于制動(dòng)器既要與輪胎相連，又要與差速器相連，而制動(dòng)器上面只有一個(gè)“pin”，點(diǎn)擊制動(dòng)器上面的“pin”，選擇“clonepin”,如圖50所示，可以復(fù)制一個(gè)“pin”，并且將“pin”的位置進(jìn)行調(diào)整，以便部件之間進(jìn)行連接。同樣在另一側(cè)的制動(dòng)器上，也復(fù)制一個(gè)部件之間的連接接口。右鍵點(diǎn)擊每個(gè)部件上面的“pin”，選擇“connect”，然后將要連接的部件進(jìn)行連接，最終連接成的整車(chē)模型如圖51所示。圖50復(fù)制制動(dòng)器上的連接接口圖51整車(chē)的物理連接3.2.部件之間信號(hào)連接雙擊主窗口底部的“紅綠藍(lán)”三線(xiàn)（databus），進(jìn)行零部件模型之間信號(hào)的連接，如圖52所示。首先進(jìn)行四個(gè)制動(dòng)器的信號(hào)連接，分別為“componentrequires”圖52整車(chē)信號(hào)連接窗口(Brake)——“inputinformation”(BrakePressure)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(BrakePressure)，每個(gè)制動(dòng)器的連接形式如圖53所示。圖53制動(dòng)器信號(hào)連接離合器的信號(hào)連接，分別為“componentrequires”(Clutch)——“inputinformation”(DesiredClutchRelease)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(DesiredClutchRelease)，離合器的連接形式如圖54所示。圖54離合器信號(hào)連接監(jiān)視器的信號(hào)連接，分別為“componentrequires”(Monitor)——“inputinformation”(VehicleAcceleration)——“componentdelivering”(Vehicle)——“outputinformation”(Acceleration:Longitudinal)等五個(gè)需要監(jiān)視的變量，監(jiān)視器的信號(hào)連接形式如圖55所示。圖55監(jiān)視器信號(hào)連接變速箱的信號(hào)連接，分別為“componentrequires”(GearBox)——“inputinformation”(DesiredGear)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(DesiredGear)，變速箱的連接形式如圖56所示。圖56變速器信號(hào)連接發(fā)動(dòng)機(jī)的信號(hào)連接，分別為“componentrequires”(Engine)——“inputinformation”(LoadSignal)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(LoadSignal)，發(fā)動(dòng)機(jī)的連接形式如圖57所示。圖57發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)連接司機(jī)-駕駛室的信號(hào)連接，分別為“componentrequires”(Cockpit)——“inputinformation”(GearIndicator)——“componentdelivering”(GearBox)——“outputinformation”(CurrentGear)等三個(gè)需要監(jiān)視的變量，司機(jī)-駕駛室的信號(hào)連接形式如圖58所示。圖58司機(jī)-駕駛室信號(hào)連接第四章整車(chē)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性分析任務(wù)設(shè)置將建好的各模塊之間進(jìn)行物理連接和信號(hào)連接之后，便可以根據(jù)需要定制計(jì)算任務(wù)，Cruise軟件計(jì)算任務(wù)都是在ProjectDate文件夾下定義，一般需要設(shè)定以下幾項(xiàng)計(jì)算任務(wù)，如圖59所示。圖59定制任務(wù)在每個(gè)計(jì)算任務(wù)文件夾下都需要定義行駛路況(course)和駕駛員參數(shù)(Driver),行駛路況即包括道路的環(huán)境參數(shù)如周?chē)鷾囟取穸?、空氣的密度、大氣壓力、風(fēng)速、道路摩擦系數(shù)等等，駕駛員參數(shù)需要定義啟動(dòng)方式、換擋時(shí)間、加速踏板一些性能等。需要注意的是在定義循環(huán)油耗計(jì)算任務(wù)時(shí)，需要定義工況(profile)，軟件自帶了一些基本的循環(huán)行駛工況路譜，如歐洲15循環(huán)工況(ECER15)、美國(guó)城市循環(huán)(FTP72withoutbreak)、美國(guó)高速公路循環(huán)(USHighwayDrivingCycle)和円本10/15模式(JaPanlO/15.Mode)等，需要時(shí)直接加載就可以，當(dāng)然用戶(hù)也可以自己定義路譜，用軟件自帶的編輯器非常方便。如圖60所示。圖60路譜曲線(xiàn)4.1爬坡性能任務(wù)制定首先確認(rèn)主窗口位置為“Desk”桌面狀態(tài)，右鍵點(diǎn)擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個(gè)計(jì)算任務(wù)文件夾，如圖61所示。圖61新建任務(wù)文件夾右鍵點(diǎn)擊“TaskFolder”→“add”→“ClimbingPerformance”，建立最大爬坡度計(jì)算任務(wù)，如圖62所示。圖62新建最大爬坡度任務(wù)點(diǎn)擊“TaskFolder”下的“ClimbingPerformance”節(jié)點(diǎn)；進(jìn)行爬坡度計(jì)算的參數(shù)輸入，如圖63所示。圖63最大爬坡度計(jì)算總體參數(shù)輸入點(diǎn)擊“ClimbingPerformance”下的“VelocityMeasuringPoints”節(jié)點(diǎn)；進(jìn)行爬坡度計(jì)算的速度范圍參數(shù)輸入，如圖64所示。圖64最大爬坡度計(jì)算速度范圍定義點(diǎn)擊“ClimbingPerformance”下的“Course”節(jié)點(diǎn)；進(jìn)行爬坡度計(jì)算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖65所示。圖65最大爬坡度計(jì)算路況環(huán)境定義點(diǎn)擊“ClimbingPerformance”下的“Driver”節(jié)點(diǎn)；進(jìn)行爬坡度計(jì)算駕駛員參數(shù)輸入，如圖66所示。圖66最大爬坡度計(jì)算駕駛員定義“ClimbingPerformance”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進(jìn)行最大爬坡度計(jì)算換擋策略的定義，如圖67所示。圖67換擋時(shí)機(jī)的選擇4.2等速百公里油耗分析首先確認(rèn)主窗口位置為“Desk”桌面狀態(tài)，右鍵點(diǎn)擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個(gè)計(jì)算任務(wù)文件夾，如圖68所示。圖68新建任務(wù)文件夾右鍵點(diǎn)擊“TaskFolder”→“add”→“ConstantDrive”，建立等速百公里油耗計(jì)算任務(wù)，如圖69所示。圖69新建等速百公里油耗任務(wù)點(diǎn)擊“TaskFolder”下的“ConstantDrive”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行等速百公里油耗計(jì)算的參數(shù)輸入，Name:RuninallGears；模式選擇“RuninallGears”，其他根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行輸入，如圖70所示。圖70等速百公里油耗計(jì)算總體參數(shù)輸入點(diǎn)擊“ConstantDrive”下的“VelocityMeasuringPoints”節(jié)點(diǎn)；進(jìn)行等速百公里油耗計(jì)算速度范圍參數(shù)設(shè)定，如圖71所示。圖71等速百公里油耗計(jì)算速度范圍定義點(diǎn)擊“ConstantDrive”下的“Course”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行等速百公里油耗計(jì)算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖72所示。圖72等速百公里油耗計(jì)算路況環(huán)境定義點(diǎn)擊“ConstantDrive”下的“Driver”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行等速百公里油耗計(jì)算駕駛員參數(shù)輸入，如圖73所示。“ConstantDrive”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下定義)，進(jìn)行等速百公里油耗計(jì)算換擋策略定義，如圖74所示。圖73等速百公里油耗計(jì)算駕駛員定義圖74換擋時(shí)機(jī)的選擇4.3最大車(chē)速分析右鍵點(diǎn)擊之前的“TaskFolder”→“add”→“ConstantDrive”，建立最大車(chē)速計(jì)算任務(wù)，如圖75所示。圖75新建最大車(chē)速分析任務(wù)點(diǎn)擊“TaskFolder”下的“ConstantDrive”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行最大車(chē)速計(jì)算的參數(shù)輸入，Name:MaximumVelocitywithoutSlip；模式選擇“MaximumVelocity”，其他根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行輸入，如圖76所示。圖76最大車(chē)速計(jì)算總體參數(shù)輸入點(diǎn)擊“ConstantDrive”下的“Course”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行最大車(chē)速計(jì)算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖77所示。圖77最大車(chē)速計(jì)算路況環(huán)境定義點(diǎn)擊“ConstantDrive”下的“Driver”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行最大車(chē)速計(jì)算駕駛員參數(shù)輸入，如圖78所示?！癈onstantDrive”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進(jìn)行最大車(chē)速計(jì)算換擋策略的定義，如圖79所示。圖78最大車(chē)速計(jì)算駕駛員定義圖79換擋時(shí)機(jī)的選擇4.4循環(huán)工況油耗分析右鍵點(diǎn)擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個(gè)計(jì)算任務(wù)文件夾。右鍵點(diǎn)擊“TaskFolder”→“add”→“CycleRun”，建立循環(huán)工況油耗計(jì)算任務(wù)，如圖80所示。圖80新建循環(huán)工況油耗任務(wù)點(diǎn)擊“TaskFolder”下的“CycleRun”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行循環(huán)工況油耗計(jì)算的參數(shù)輸入，選擇公路（如果是臺(tái)架的話(huà)選擇測(cè)功機(jī)）如圖81所示。圖81循環(huán)工況油耗計(jì)算總體參數(shù)輸入點(diǎn)擊“CycleRun”下的“Course”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行循環(huán)工況油耗計(jì)算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖82所示。圖82循環(huán)工況油耗計(jì)算路況環(huán)境定義點(diǎn)擊“CycleRun”下的“Profile”節(jié)點(diǎn)，可以看到循環(huán)工況下的路譜，如果不是標(biāo)準(zhǔn)路譜，也可以對(duì)該路譜進(jìn)行編輯，生成自己需要的路譜，如圖83所示。圖83循環(huán)工況油耗計(jì)算路譜點(diǎn)擊“CycleRun”下的“Driver”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行循環(huán)工況油耗計(jì)算駕駛員參數(shù)輸入，如圖84所示?！癈ycleRun”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進(jìn)行循環(huán)工況油耗計(jì)算換擋策略的定義，如圖85所示。圖84等速百公里油耗計(jì)算駕駛員定義圖85換擋時(shí)機(jī)的選擇4.5加速性能任務(wù)制定首先確認(rèn)主窗口位置為“Desk”桌面狀態(tài)，右鍵點(diǎn)擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個(gè)計(jì)算任務(wù)文件夾。右鍵點(diǎn)擊“TaskFolder”→“add”→“FullLoadAcceleration”（AccelerationinallGears：各檔最大加速度），建立（各檔最大加速度）加速性能計(jì)算任務(wù)，如圖86所示。圖86新建加速性能任務(wù)點(diǎn)擊“TaskFolder”下的“FullLoadAcceleration”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行各檔最大加速度計(jì)算的參數(shù)輸入，如圖87所示。圖87各檔最大加速度計(jì)算總體參數(shù)輸入點(diǎn)擊“FullLoadAcceleration”（AccelerationinallGears：各檔最大加速度）下的“Course”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行各檔最大加速度計(jì)算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖88所示。圖88各檔最大加速度計(jì)算路況環(huán)境定義點(diǎn)擊“FullLoadAcceleration”下的“Driver”節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行各檔最大加速度計(jì)算駕駛員參數(shù)輸入，如圖89所示。圖89各檔最大加速度計(jì)算駕駛員定義“FullLoadAcceleration”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進(jìn)行各檔最大加速度計(jì)算換擋策略的定義，如圖90所示。圖90換擋時(shí)機(jī)的選擇同上，建立另外兩個(gè)最大負(fù)荷加速性能計(jì)算——“FullLoadAcceleration”（ShiftingGearsfromStandstill：從靜止到某一車(chē)速所需時(shí)間）、“FullLoadAcceleration”（Elasticity80-1404thGear：最高檔從80-140km/h加速所需時(shí)間），后續(xù)設(shè)置與各檔最大加速度計(jì)算類(lèi)似。第五章計(jì)算及分析處理5.1.計(jì)算參數(shù)設(shè)置分析任務(wù)設(shè)置完畢之后之后，點(diǎn)擊頂部菜單中的計(jì)算模式按鈕進(jìn)入計(jì)算模式，可以在如圖91所示的“TaskFolder”后面選擇各個(gè)分析任務(wù)的運(yùn)行與否，下面可以設(shè)置計(jì)算精度、運(yùn)行步長(zhǎng)等參數(shù)。圖91計(jì)算設(shè)置點(diǎn)擊按鈕檢查模型是否正確，如果模型準(zhǔn)確無(wú)誤，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕開(kāi)始計(jì)算，如圖92所示。5.2.分析處理爬坡計(jì)算：計(jì)算完畢后，計(jì)算監(jiān)視器的進(jìn)度條顯示為100%，在左側(cè)模型樹(shù)下，可以看到“ResultManager”下面文件夾顯示高亮的為通過(guò)計(jì)算的，如圖93所示。圖92計(jì)算監(jiān)視器圖93計(jì)算結(jié)果點(diǎn)擊“climbing”下的“ClimbingPerformance”文件夾，在主窗口顯示計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)擊如圖94所示的“ClimbingPerformance”選項(xiàng)，可以顯示各個(gè)檔位下最大爬坡度曲線(xiàn)，如圖95所示。圖94選擇“ClimbingPerformance”選項(xiàng)圖95各檔最大爬坡度曲線(xiàn)等速百公里油耗分析：點(diǎn)擊“Constant”下的“RuninallGears”文件夾，在主窗口顯示計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)擊如圖96所示“ConstantDrive”選項(xiàng)，可以顯示各個(gè)檔位下不同車(chē)速等速百公里油耗曲線(xiàn)。圖96各個(gè)檔位下不同車(chē)速等速百公里油耗曲線(xiàn)最大車(chē)速分析：點(diǎn)擊“Constant”下的“MaximumVelocity”文件夾，在主窗口顯示計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)擊如圖97所示“Vmax”選項(xiàng)，可以顯示各個(gè)檔位最大車(chē)速計(jì)算結(jié)果。圖97各個(gè)檔位最大車(chē)速計(jì)算結(jié)果全負(fù)荷加速度分析：點(diǎn)擊“fullload”下的“Accelerationinallgears”文件夾，在主窗口顯示計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)擊如圖98所示“FullLoadAccelerationinallGears”選項(xiàng)，可以顯示各個(gè)檔位加速度曲線(xiàn)計(jì)算結(jié)果。圖98各個(gè)檔位加速度曲線(xiàn)點(diǎn)擊“fullload”下的“ShiftingGearsfromStandStill”文件夾，在主窗口顯示結(jié)果，如圖99所示“FullLoadAccelerationinallGears”選項(xiàng)，可以顯示車(chē)輛從靜止到某一指定車(chē)速下的加速時(shí)間。圖99車(chē)輛從靜止開(kāi)始加速曲線(xiàn)點(diǎn)擊“fullload”下的“Elasticity80-140km/h4thGear”文件夾，在主窗口顯示結(jié)果，如圖100所示“Elasticity”選項(xiàng)，可以顯示車(chē)輛在4擋狀態(tài)下，車(chē)速?gòu)?0km/h加速到140km/h的時(shí)間曲線(xiàn)。圖100車(chē)輛加速曲線(xiàn)第六章整車(chē)動(dòng)力性/經(jīng)濟(jì)性計(jì)算理論6.1動(dòng)力性計(jì)算公式6.1.1變速器各檔的速度特性（km/h）(1)其中：為車(chē)輪滾動(dòng)半徑，m;由經(jīng)驗(yàn)公式：(m)d輪輞直徑，inb輪胎斷面寬度，in輪胎變形系數(shù)為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；為后橋主減速速比；為變速箱各檔速比，，為檔位數(shù)，（以下同）。6.1.2各檔牽引力汽車(chē)的牽引力：x=y+z/e（N）(2)其中：為對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車(chē)速）下發(fā)動(dòng)機(jī)輸出使用扭矩，N?m；為傳動(dòng)效率。汽車(chē)的空氣阻力：（N）(3)其中：為空氣阻力系數(shù)，A為汽車(chē)迎風(fēng)面積，m2。汽車(chē)的滾動(dòng)阻力：（N）(4)其中：＝mg為滿(mǎn)載或空載汽車(chē)總重(N)，為滾動(dòng)阻尼系數(shù)汽車(chē)的行駛阻力之和：（N）(5)注：可畫(huà)出驅(qū)動(dòng)力與行駛阻尼平衡圖6.1.3各檔功率計(jì)算汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率：（kw）(6)其中：為第檔對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車(chē)速）下發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。汽車(chē)的阻力功率：（kw）(7)6.1.4各檔動(dòng)力因子計(jì)算(8)各檔額定車(chē)速按下式計(jì)算（km/h）(9)其中：為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；為第檔對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車(chē)速）下的動(dòng)力因子。對(duì)各檔在[0，]內(nèi)尋找使得達(dá)到最大，即為各檔的最大動(dòng)力因子注：可畫(huà)出各檔動(dòng)力因子隨車(chē)速變化的曲線(xiàn)6.1.5最高車(chē)速計(jì)算當(dāng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡時(shí)，車(chē)速達(dá)到最高。根據(jù)最高檔驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡方程，求解。舍去中的負(fù)值或非實(shí)數(shù)值和超過(guò)額定車(chē)速的值；若還有剩余的值，則選擇它們中最大的一個(gè)為最高車(chē)速，否則以最高檔額定車(chē)速作為最高車(chē)速。額定車(chē)速按下式計(jì)算（km/h）(10)其中：為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為最高檔傳動(dòng)比附著條件校驗(yàn)根據(jù)驅(qū)動(dòng)形式計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪的法向反力驅(qū)動(dòng)形式4*4全驅(qū)：4*2前驅(qū)：4*2后驅(qū)：其中：為軸距，為滿(mǎn)載或空載質(zhì)心距前軸的距離若滿(mǎn)足下式其中：——道路附著系數(shù)則表示“超出路面附著能力，達(dá)不到計(jì)算得出的最高車(chē)速值！”6.1.6爬坡能力計(jì)算(11)其中：為第檔對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車(chē)速）下的爬坡度各檔爬坡度在[0，]中對(duì)尋優(yōu)，找到最大值附著條件校驗(yàn)計(jì)算道路附著系數(shù)提供的極限爬坡能力驅(qū)動(dòng)形式4*4：，計(jì)算4*2前驅(qū)：，計(jì)算4*2后驅(qū)：，計(jì)算其中：——滿(mǎn)載或空載質(zhì)心到后軸的距離——道路附著系數(shù)——軸距取、之小者作為一檔或直接檔的最大爬坡度6.1.7最大起步坡度按下式計(jì)算最大起步驅(qū)動(dòng)力（N）(12)其中：為發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩為起步檔位的傳動(dòng)比，這里分別取一檔傳動(dòng)比和二檔傳動(dòng)比為主減速器的傳動(dòng)比為起步檔（一檔或二檔）的傳動(dòng)效率按下式計(jì)算最大起步坡度（rad）(13)附著條件校驗(yàn)按校驗(yàn)附著條件，得到極限爬坡度，取和之較小者作為最大起步坡度。6.1.8加速性能計(jì)算計(jì)算第檔的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如果已知經(jīng)驗(yàn)值，，則按下式計(jì)算(14)其中：——第檔傳動(dòng)比如