整車動(dòng)態(tài)屬性硬件調(diào)校聯(lián)合開發(fā)策略

吳培娣 李志成 王青龍 張超 陸滿鵬

（吉利汽車研究院（寧波）有限公司）

當(dāng)前國內(nèi)各大主機(jī)廠將整車屬性分為動(dòng)態(tài)屬性和靜態(tài)屬性兩大部分[1]。動(dòng)態(tài)屬性包含NVH、駕駛性、制動(dòng)性、操穩(wěn)平順性能等需要在整車動(dòng)態(tài)駕乘時(shí)才能感受到的性能[2-3]；靜態(tài)屬性包含造型、靜態(tài)感知質(zhì)量（間隙、材料觸感、燈光等）、環(huán)保（氣味等）、人機(jī)（視野、乘坐空間、上下車方便性等）等整車靜態(tài)時(shí)就能感受到的性能[4-5]。當(dāng)前整車屬性開發(fā)普遍采用的流程為：整車目標(biāo)-系統(tǒng)目標(biāo)分解-零部件目標(biāo)分解-零部件驗(yàn)證-系統(tǒng)驗(yàn)證-整車驗(yàn)證。整車屬性開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的體系工程，各項(xiàng)屬性之間交互影響，且最終在同一套軟硬件上實(shí)現(xiàn)并達(dá)成平衡。文章結(jié)合整車屬性集成開發(fā)工作中積累的經(jīng)驗(yàn)，并以某車型項(xiàng)目屬性開發(fā)為例，對動(dòng)態(tài)屬性硬件調(diào)校聯(lián)合開發(fā)中的關(guān)鍵交互點(diǎn)進(jìn)行探討。

1 整車動(dòng)態(tài)屬性及硬件調(diào)校聯(lián)合開發(fā)策略

1.1 整車動(dòng)態(tài)屬性開發(fā)流程

在整車動(dòng)態(tài)屬性聯(lián)合調(diào)校中，一般采用虛擬分析+實(shí)物調(diào)校、螺旋式向上、相互映證的方式進(jìn)行開發(fā)，如圖1 所示。

圖1 整車動(dòng)態(tài)屬性開發(fā)概覽

1.1.1 操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順屬性

操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順性能用于研究汽車、駕乘人員和路面的閉環(huán)關(guān)系，并通過汽車受到的力和運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律，來開發(fā)和優(yōu)化汽車自身的縱向和橫向的動(dòng)態(tài)性能[6-8]。在車輛動(dòng)力學(xué)方面，用戶可以感受到的主要運(yùn)動(dòng)頻率范圍在0～30 Hz 之間，包括空間6 個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)特性。

車輛動(dòng)力學(xué)開發(fā)從工作內(nèi)容上，分為整車架構(gòu)、整車目標(biāo)設(shè)定及分解、功能開發(fā)、系統(tǒng)方案選型及分析、性能調(diào)校及軟件標(biāo)定、整車及系統(tǒng)測試、虛擬仿真分析等。在架構(gòu)和策略開發(fā)階段，主要根據(jù)需求，確定架構(gòu)帶寬目標(biāo)、制定平臺(tái)演化策略、實(shí)車調(diào)校驗(yàn)證。對于整車開發(fā)操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順性能（VD）調(diào)校來說，核心是懸架、襯套和輪胎的調(diào)校和選型。一般在騾子車或者軟模車上進(jìn)行2 輪調(diào)校，在硬模車上進(jìn)行最后1 輪精調(diào)。

1.1.2 NVH 屬性

NVH 主要分為 3 方面：N=Noise（噪聲）指的是顧客所能聽到的聲音，是人耳感受到的由于空氣的壓力變化產(chǎn)生的擾動(dòng)[9]；V=Vibration（振動(dòng)）指的是顧客所感覺到的和看到的運(yùn)動(dòng)，是在某個(gè)頻率或一系列頻率下圍繞參考點(diǎn)產(chǎn)生的振蕩運(yùn)動(dòng)；H=Harshness（不舒適性）指的是噪聲和振動(dòng)的綜合影響[10]。

NVH 屬性直接關(guān)乎顧客在聲音和振動(dòng)方面的感受，特別是在中國市場關(guān)注度很高。NVH 的調(diào)校包括懸置、進(jìn)排氣、聲包等，一般需經(jīng)過3 輪調(diào)校。

1.1.3 制動(dòng)屬性

汽車制動(dòng)系統(tǒng)是強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車、使下坡車速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車在原地駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)[11]，其至少有2 套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車制動(dòng)裝置與駐車制動(dòng)裝置。制動(dòng)屬性一般包含制動(dòng)性能（例如100 km/h～0 的制動(dòng)距離）、制動(dòng)法規(guī)、駐車制動(dòng)性能、踏板感以及綜合主觀評價(jià)等幾個(gè)方面。

制動(dòng)主調(diào)ESP（車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)），“兩高一低”（2輪高附調(diào)校，1 輪低附調(diào)校）；制動(dòng)噪聲一般進(jìn)行2 輪調(diào)校，分別為常溫和低溫調(diào)校。硬件方面和制動(dòng)強(qiáng)相關(guān)的除了制動(dòng)系統(tǒng)件外，主要是輪胎。

1.1.4 駕駛性

駕駛性是指一臺(tái)車在直線行駛過程中對駕駛員的操作所做出的各種反應(yīng)[12]。良好的駕駛性表現(xiàn)為加速有力，換擋及時(shí)迅速，啟動(dòng)安靜，怠速穩(wěn)定，急加速反應(yīng)迅速，急松油門時(shí)汽車能快速從激烈變?nèi)岷蚚13]。汽車在前進(jìn)方向（X 方向）上的所有動(dòng)態(tài)變化，主要計(jì)算和評估的指標(biāo)是X 方向加速度的變化[14]。

駕駛性隨整車標(biāo)定情況優(yōu)化和驗(yàn)收，理想情況是實(shí)現(xiàn)2 個(gè)冬季低溫標(biāo)定和2 個(gè)夏季高溫標(biāo)定（“兩冬兩夏”），至少需要完成1 個(gè)冬季低溫標(biāo)定和1 個(gè)夏季高溫標(biāo)定（“一冬一夏”）。

1.2 屬性動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵軟硬件的關(guān)系

以上4 個(gè)動(dòng)態(tài)屬性的表現(xiàn)基本代表了駕乘人員對于整車動(dòng)態(tài)性能的感受。在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中，文章總結(jié)了如下動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵軟硬件的關(guān)系。

關(guān)鍵調(diào)校硬件包含懸架襯套、彈性元件、減震器、輪胎、進(jìn)排氣、懸置等，這些調(diào)校件對于操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順性、制動(dòng)、NVH、駕駛性有很大影響，且各個(gè)動(dòng)態(tài)屬性對于調(diào)校件參數(shù)存在矛盾需求，例如對于副車架襯套來說，在操穩(wěn)性能方面期望更高的剛度以獲得更好的橫擺響應(yīng)，在NVH 性能方面則期望更低的剛度以獲得更優(yōu)的路噪表現(xiàn)。

基于項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及各調(diào)校件參數(shù)對于動(dòng)態(tài)屬性的敏感度，形成的開發(fā)策略，如表1 所示。

表1 整車動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵硬件開發(fā)策略矩陣

1）對于懸架襯套、彈性元件、減震器、輪胎等調(diào)校件，基于其對于操穩(wěn)和舒適性的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，在車輛開發(fā)中由操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順屬性團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)主調(diào)，NVH、制動(dòng)和駕駛屬性團(tuán)隊(duì)在操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順性屬性完成基礎(chǔ)調(diào)校后進(jìn)行微調(diào)。

2）對于懸置和進(jìn)排氣等調(diào)校件，NVH 屬性團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)主調(diào)，在參數(shù)基本鎖定后，對操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順性屬性和駕駛性進(jìn)行微調(diào)。

2 基于某在研車型的動(dòng)態(tài)屬性聯(lián)調(diào)應(yīng)用

2.1 動(dòng)態(tài)屬性聯(lián)調(diào)計(jì)劃

某車型是基于某架構(gòu)平臺(tái)上的第一款車型，軟模階段造車即將進(jìn)行，基于動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵硬件開發(fā)策略矩陣在裝車前完成合理的硬件聯(lián)合調(diào)校計(jì)劃，協(xié)同屬性與零部件開發(fā)部門共同開發(fā)。制定屬性聯(lián)調(diào)計(jì)劃后，設(shè)定近半年要點(diǎn)，作為屬性開發(fā)日常關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)；實(shí)時(shí)根據(jù)造車、調(diào)校進(jìn)展、商務(wù)情況等進(jìn)行調(diào)整。

2.2 調(diào)校件與動(dòng)態(tài)屬性平衡

參考表1 的動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵硬件開發(fā)策略矩陣，項(xiàng)目屬性開發(fā)制定了聯(lián)合調(diào)校計(jì)劃。前懸的關(guān)鍵襯套件由操穩(wěn)轉(zhuǎn)向及平順屬性團(tuán)隊(duì)主牽頭，與供應(yīng)商進(jìn)行方案討論，同時(shí)增加NVH 的需求，由供應(yīng)商據(jù)此制作若干組方案件。在實(shí)車調(diào)校階段，由操穩(wěn)進(jìn)行方案主調(diào)，NVH 同步進(jìn)行，最終順利完成各個(gè)方案對比與分析，并達(dá)成一致。

某偏舒適性風(fēng)格車型，前懸架NVH 和VD 在調(diào)校件矛盾點(diǎn)較少，前懸架需要共同確認(rèn)的調(diào)校件包括上緩沖塊剛度、前副車架前襯套剛度、前副車架后襯套剛度、前擺臂后襯套剛度、擺臂前襯套剛度等。以上緩沖塊剛度的選擇為例，NVH 屬性團(tuán)隊(duì)期望600 N/mm 的剛度以確保車內(nèi)空腔噪聲的性能，但VD 期望700 N/mm 的剛度以保證車輛壞路小抖動(dòng)幅值和頻率表現(xiàn)，以及大沖擊的車身控制性能。

基于以上矛盾，綜合考慮上緩沖塊剛度對NVH 和VD 的影響強(qiáng)弱（參考表1），以及實(shí)車評價(jià)表現(xiàn)。經(jīng)過實(shí)車評審，在700 N/mm 的剛度下，NVH 空腔噪聲雖略有劣化但可接受，VD 在車輛壞路小抖動(dòng)幅值和頻率表現(xiàn)更優(yōu)，故最終選取700 N/mm 的剛度參數(shù)。

其他調(diào)校件的參數(shù)也通過相似的選擇過程，最終通過各項(xiàng)硬件參數(shù)的平衡選擇，使此車型的VD 屬性和NVH 屬性達(dá)到了最終平衡。如圖2 所示。

圖2 底盤懸架調(diào)校件參數(shù)調(diào)校后的結(jié)果

從“過坎余震”“路噪”“次級舒適性”3 個(gè)動(dòng)態(tài)駕駛感受關(guān)注強(qiáng)烈的方面進(jìn)行前后對比：藍(lán)線為偏向于NVH 的初版方案，雖然在路噪方面表現(xiàn)優(yōu)秀，但是過坎余震表現(xiàn)不佳；橙線為偏向于VD 的初版方案，過多地犧牲了路噪性能；灰線為以表1 策略最終平衡的方案，取得了成本、周期和性能的最優(yōu)解。

3 結(jié)論

文章通過對各屬性模塊在項(xiàng)目開發(fā)工作中的策略分析，提煉屬性聯(lián)調(diào)關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵件，強(qiáng)調(diào)屬性集成，以此為控制閥點(diǎn)，進(jìn)行性能驗(yàn)收和參數(shù)發(fā)布。提出的動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵硬件開發(fā)策略矩陣是制定聯(lián)合調(diào)校計(jì)劃的指導(dǎo)方針，通過它定義各個(gè)關(guān)鍵調(diào)校件的主負(fù)責(zé)方及相互關(guān)系，使得開發(fā)過程中分工明確，計(jì)劃合理。

針對聯(lián)調(diào)問題矛盾點(diǎn)，從整車維度通過主觀評價(jià)做最終驗(yàn)收，同時(shí)考慮整車安全相關(guān)屬性（如耐久試驗(yàn)），給出方案：明確各自關(guān)注的參數(shù)方向（X/Y/Z），做結(jié)構(gòu)優(yōu)化滿足耐久試驗(yàn)要求，最后需要從項(xiàng)目的維度考慮平臺(tái)化、成本、周期等綜合收益，推動(dòng)方案達(dá)成。通過動(dòng)態(tài)調(diào)校與關(guān)鍵硬件開發(fā)策略矩陣最終指導(dǎo)各屬性形成合理的聯(lián)調(diào)計(jì)劃、達(dá)成最終的平衡屬性。