CRUISE软件在整车动力性、经济性计算中的应用

A VL_CRUISE_2014_整车经济性动力性分析操作指导书AVL_CRUISE_2014_整车经济性动力性分析操作指导书目录第一章 AVL Cruise 2014 简介 (1)1.1 动力性经济性仿真集成平台 (1)1.2 AVL Cruise建模分析流程 (2)1.3 主要模块功能 (3)1.4 A VL Cruise计算任务的设定 (9)第二章汽车零部件模型建立 (13)2.1.软件启动 (14)2.2.Project创建 (15)第三章整车动力经济性分析模型连接 (45)3.1.部件之间物理连接 (45)3.2.部件之间信号连接 (47)第四章整车动力经济性分析任务设置 (51)4.1 爬坡性能任务制定 (52)4.2 等速百公里油耗分析 (56)4.3 最大车速分析 (59)4.4 循环工况油耗分析 (62)4.5 加速性能任务制定 (65)第五章计算及分析处理 (69)5.1. 计算参数设置 (69)5.2. 分析处理 (69)第六章整车动力性/经济性计算理论 (75)6.1 动力性计算公式 (75)6.1.1 变速器各档的速度特性 (75)6.1.2 各档牵引力 (75)6.1.3 各档功率计算 (76)6.1.4 各档动力因子计算 (76)6.1.5 最高车速计算 (77)6.1.6 爬坡能力计算 (78)6.1.7 最大起步坡度 (78)6.1.8 加速性能计算 (79)6.1.9 比功率计算 (80)6.1.10 载质量利用系数计算 (80)6.2 经济性计算公式 (81)6.2.1 直接档（或超速档）等速百公里油耗计算 (81)6.2.2 最高档全油门加速500m的加速油耗（L/500m） (81)6.2.3 循环工况百公里燃油消耗量 (83)第一章 AVL Cruise 2014 简介1.1 动力性经济性仿真集成平台AVL Cruise是AVL公司开发的一款整车及动力总成仿真分析软件。

基于AVL Cruise的某重型商用车动力性、经济性分析及优化摘要：本文以某重型商用车为研究对象，分析了其动力性、经济性和优化方案。

通过AVL Cruise软件模拟仿真，优化车辆动力系统，使其在满足动力要求的前提下具备更好的燃油经济性。

研究发现，在牵引工况下，改变气门正时角和点火提前角对车辆性能有较大的影响，而在惯性工况下，适当降低油门开度可以显著减少燃油消耗。

最后，结合实际应用需求，提出了优化方案，并且在AVL Cruise软件中进行仿真验证，取得了较为显著的效果。

关键词：AVL Cruise，商用车，动力性，经济性，优化方案正文：一、引言商用车具有承载重物和长时间运营的特点，因此，其动力性和燃油经济性是制造商和客户所关注的重要指标。

本文以某款重型商用车为研究对象，运用AVL Cruise软件，对车辆动力系统进行仿真分析，找出对其性能和经济性影响较大的参数，提出优化方案，为车辆动力系统的设计和应用提供价值参考。

二、研究方法本文采用AVL Cruise软件对商用车进行仿真分析。

首先，建立车辆动力学模型，包括发动机、传动系、车轮、车辆重量等参数，建立不同工况下的仿真模型。

然后，设置相应的仿真工况，对车辆进行动态性能和燃油经济性的评估。

最后，基于仿真数据和实测数据，对车辆动力系统进行优化，确定最优参数。

三、研究结果（一）动力性分析通过仿真分析，得出商用车在牵引工况下的加速时间和最大速度，发现改变气门正时角和点火提前角对车辆性能有较大的影响。

在两者的组合比较中，气门正时角在中低转速下的变化对车辆的牵引性能有明显的提升，但是对高转速下的提升作用较小；点火提前角对车辆加速性能的影响较大，其提前角越大，车辆的加速性能越好，但是其在一定程度上会使得发动机爆震现象加剧。

（二）经济性分析在惯性工况下，通过调整油门开度和车速，得到车辆的燃油消耗率。

在不同油门开度下，发现车辆的燃油消耗呈现出先降低后升高的趋势，在油门开度到达某一阈值之后，车辆的燃油消耗开始增加。

Vol. 33 No. 1Juz 0071第38卷第1期2071年1月贵州大学学报(自然科学版)Journal of Guizhou University ( Natural Sciecces)文章编号 10004269(2021)019098 26DOI ： 10. 15755/j. ctU ydxPzrb. 0071.01. 15基于Crrise 的整车动力性和经济性分析郁逸桢，郑长江*(河海大学土木与交通学院，江苏南京710098 )摘要：动力传动系统作为影响车辆动力性和燃油经济性的重要部件，开展传动系统的优化设计 对车辆研发具有重要意义。

文中基于Cruise 软件建立了整车模型，将仿真结果对比工信部实测 数据,验证了 Cruise 软件所建立的车辆仿真模型是可靠的。

动力性计算指标误差在3%以内，燃油经济性误差在5%以内，具有较高精度。

通过改变传动系统中主减速器传动比和变速器各挡 位传动比对车辆性能进行优化，在动力性减弱1.52%的情况下，提升了 4. 97%的经济性，符合当 前节能减排的发展趋势。

该研究结果表明：基于Cruise 软件对车辆进行性能优化是非常有必要的,具有重要的工程应用和理论参考价值。

关键词：动力性；燃油经济性;Cruise 仿真模拟;优化匹配中图分类号:U492.8 文献标志码:A车辆的动力性和燃油经济性是综合评估汽车 性能的重要指标。

王锐［］通过对比某车型的动力 性理论数据和Cruwo 软件仿真结果得出，仿真分析 精确度高于理论计算。

朱路生⑵针对轻型卡车建 模仿真，对比分析了 Mule 车和标杆车型，确认了 Mule 车性能指标优于标杆车型，具备细分市场的 差异化竞争力。

王琳4］基于Cruise 软件仿真分析 了某款手动挡汽车,并将仿真结果与试验结果对比 研究，验证了动态建模仿真分析应用于产品开发研 究的可行性。

采用软件仿真并配合试验研究，在整 车动力性和经济性评价方面取得了较好的应用效 果。

AVL CRUISE整车动力性经济性仿真分析的一点技巧AVL CRUISE整车动力性经济性仿真分析的一点技巧CRUISE软件可以用于车辆的动力性，燃油经济性以及排放性能的仿真，其模块化的建模理念使得用户可以便捷的搭建不同布置结构的车辆模型，其复杂完善的求解器可以确保计算的速度CRUISE的一个典型应用是对车辆传动系统和发动机的开发，它可以计算并优化车辆的燃油经济性，排放性，动力性（原地起步加速能力、超车加速能力）、变速箱速比、制动性能等，也可以为应力计算和传动系的振动生成载荷谱一、简化计算任务通常计算任务会有这样一种情况，选择多种变速器与多种发动机或者主减速器进行搭配计算。

这在CRUISE中其实很好实现的，如下图操作即可然后在计算中心里添加对应的模型即可，如图当你有多个组件进行搭配的时候，可以在DOE plan中进行搭配的选择。

如此一来，可以使计算任务变得非常简单了。

二、简化结果提取在模型里添加一个special model中的ms-export的模块，按下图配置输出的参数在总线里配置好ms-export模块的参数总线连接然后对计算任务的输出进行修改，勾上output of ms-exports然后开始计算，如果你的任务是有很多case（各种组件的组合计算）这样计算的结果会生成相应很多个excel工作簿(如果你run很多任务，就会有相应的sheet，sheet名字为任务的名字，推荐使用任务的notice1与任务名字相同，这每一个sheet中的内容就是avl_cruise在每一个步长下的ms-export中定义的那些数据，你可以像我的ms-export中包含的那些内容，也可以自己添加其他的），然后我们可以编相应的程序或者宏就可以对这些工作簿进行处理(例如0-100加速时间的任务，你需要取速度>100的第一个点的时间-速度>0的第一个点的时间就ok了)，可以把结果生成到一个另外一个工作簿中，如此工作就变得很轻松了，我们可以把更多的精力放在真正的研究上了。

A VL_CRUISE_2019_整车经济性动力性分析操作指导书AVL CRUISE纯电动汽车经济性动力性分析操作指导书目录第一章 AVL Cruise 2014 简介 (2)1.1 动力性经济性仿真集成平台 (2)1.2 A VL Cruise建模分析流程 (3)1.3 主要模块功能 (4)1.4 A VL Cruise计算任务的设定 (9)第二章汽车零部件模型建立 (14)2.1.软件启动 (14)2.2.Project创建 (15)第三章整车动力经济性分析模型连接 (44)3.1.部件之间物理连接 (44)3.2.部件之间信号连接 (45)第四章整车动力经济性分析任务设置 (49)4.1 爬坡性能任务制定 (50)4.2 等速百公里油耗分析 (53)4.3 最大车速分析 (56)4.4 循环工况油耗分析 (59)4.5 加速性能任务制定 (62)第五章计算及分析处理 (65)5.1. 计算参数设置 (65)5.2. 分析处理 (65)第六章整车动力性/经济性计算理论 (71)6.1 动力性计算公式 (71)6.1.1 变速器各档的速度特性 (71)6.1.2 各档牵引力 (71)6.1.3 各档功率计算 (72)6.1.4 各档动力因子计算 (72)6.1.5 最高车速计算 (72)6.1.6 爬坡能力计算 (73)6.1.7 最大起步坡度 (74)6.1.8 加速性能计算 (74)6.1.9 比功率计算 (76)6.1.10 载质量利用系数计算 (76)6.2 经济性计算公式 (76)6.2.1 直接档（或超速档）等速百公里油耗计算 (76)6.2.2 最高档全油门加速500m的加速油耗（L/500m） (77)6.2.3 循环工况百公里燃油消耗量 (78)第一章 AVL Cruise 2014 简介1.1 动力性经济性仿真集成平台AVL Cruise是AVL公司开发一款整车及动力总成仿真分析软件。

利用CRUISE进行整车动力性和经济性仿真分析钟军斌余建华周杰敏东风汽车有限公司商用车技术中心，武汉经济技术开发区东风大道10号摘要：本文论述了利用CRUISE软件进行汽车建模的过程，并对某重型商用车的动力性和燃油经济性进行了仿真分析。

关键词：动力传动系统，动力性，经济性主要软件：A VL CRUISE1. 前言汽车仿真技术是当前汽车研发的重要手段，在汽车产品开发初期进行汽车动力传动系统参数匹配和性能仿真不仅能节约大量新产品开发和试验等带来的人力和物力投入，还降低了劳动强度，缩短了开发周期，提高了工作效率。

动力传动系统模型的建立是参数匹配及性能仿真的基础，采用专业软件对其进行建模及仿真研究不仅可以节省大量的时间，使建模过程简单化，而且程序运行可靠、调试方便，利于分析研究[1]。

A VL公司开发的CRUISE是研究车辆动力性、燃油经济性、排放性能及制动性能等的高级仿真分析软件，它包含了车辆的基本模块和控制模块，用户可利用模型生成器建立所需的车辆系统模型，并在此基础上进行仿真分析，利用仿真结果优化传动系的参数，从而快速完成系统的设计。

2. 整车动力传动系统建模整车动力传动系统建模主要是通过对整车动力传动系统的结构和功能进行分析，简化物理模型，选择合理的子系统模块，搭建仿真模型，建立汽系统的各总成和部件的机械连接和信号连接，并对各部件和总成进行参数化处理，完成汽车建模过程。

2.1 整车结构分析和子系统模块选择该车配备有250KW柴油发动机，12挡机械变速箱，总重42000Kg，驱动形式是发动机前置后轮驱动（4x8）。

根据整车结构和驱动形式的分析，选用模型库中汽车模块(Vehicle)、驾驶室模块(Cock-pit)、发动机模块(Engine)、机械式摩擦离合器模块(Friction Clutch)、机械手动变速箱模块(Gear Box)、单级减速器模块(Single Ratio，作为主减速器)，以及车轮(Wheel)和机械制动器模块(Brake)，发动机和传动系统以及汽车上其它耗能部件可用风扇模块(Auxiliary)代替。

AVL CRUISE软件功能简介AVL CRUISE—车辆动力学仿真分析平台AVL CRUISE 软件可以轻松实现对复杂车辆动力传动系统的仿真分析，通过其便捷通用的模型元件，直观易懂的数据管理系统以及基于工程应用开发设计的建模流程和软件接口，AVLCRUISE软件已经成功的在整车生产商和零部件供应商之间搭建起了沟通的桥梁。

软件的主要特点简述如下：1.便捷的建模方法和模块化的建模手段使得不同项目组可以对模型进行方便快捷的整合。

可以快速搭建各种复杂的动力传动系统模型，可同时进行正向或逆向仿真分析；2.可以实现对车辆循环油耗（针对不同的循环工况），等速油耗（任意档位和车速下），稳态排放，最大爬坡度（考虑驱动防滑），最大牵引力（牵引功率），最大加速度，最高车速，原地起步连续换档加速，超车加速性能（直接档加速性能），车辆智能巡航控制，制动/反拖/滑行等一系列车辆性能的计算分析；3.CRUISE软件与AVL BOOST软件的耦合仿真可以实现对发动机瞬态特性的仿真分析；与FLOWMASTER软件或KULI软件的耦合仿真可以实现车辆热管理系统（VTMS）的设计及仿真分析；4.在基于传统车辆模型的基础上可以快速搭建纯电动汽车或混合动力车辆模型，并可通过与Matlab（API，DLL，Interface）或C（BlackBox）语言的接口实现整车控制策略的设计开发；能够便捷的对新型动力传动模式（AT，AMT，DCT，CVT 等）及其控制策略进行研究分析；5.内置Function函数，兼容C语言的程序格式，使用户在不需要第三方程序的前提下便捷的进行相关控制策略的设计和开发；6.根据预先设定的动力性、经济性或排放性指标，可以对模型中的参数进行快速优化组合，并可以对动力传动系统进行匹配优化（DOE参数化研究和多动力总成匹配研究）；7.采用与Oracle对接的数据库管理体系，便于进行系统的管理和资源分配，提高了数据管理的安全性，同时方便实现CRUISE软件不同使用群体之间的数据交换和数据读取；强大的数据搜寻和对比功能，使用户在面对大量的数据的情况下可根据自己设定的边界条件便捷的进行数据的获取和对比；8.可以与硬件系统（如：AVL In-Motion，dSPACE，ETAS等）进行联合仿真，满足用户对于车辆系统动态实时（Real Time）仿真分析的需求；可对动力总成及其相关联的ECU控制策略进行分析和调试，实现车辆动力学的快速原型开发（RCP）和硬件在环仿真功能（HIL），极大的提高了开发效率并缩短了开发流程；9.提出了动力总成分层建模的方法，可以将动力总成的不同元件搭建在用户自己设定的不同层中，使得建模过程更加直观和便捷，可独立对动力总成中某一部件进行仿真分析（无须搭建整个车辆模型），极大的降低了对于车辆建模所需参数的要求；可根据用户自定义的目标参数，对驾驶员模型进行系统优化分析；10.通过与AVL DRIVE以及IPG CarMaker的联合仿真可以进行包括：牵引力控制，制动稳定性分析，行驶平顺性以及换档品质评价等方面的仿真分析；。

基于A VL Cruise的整车经济性对比分析摘要：本文论述了应用A VL CRUISE 软件功能进行整车建模和经济性研究的方法和过程。

说明了在软件中依照《中重型商用车辆燃料消耗量测量方法》建立C-WTVC循环的方法，同时以某A发动机及其性能优化后的A发动机匹配某整车为例，对比不同动力配置情况下的整车燃油消耗情况。

计算结果表明在对整车模型进行标定的情况下，仿真计算的油耗结果与整车实测结果相当，计算C-WTVC循环油耗具有实际意义，并且可以通过软件计算来进行发动机性能及整车动力配置的优化。

关键词：C-WTVC循环建模仿真基于国家节能减排政策实施的紧迫感，各发动机生产厂家都将发动机节能降耗确定为发动机开发的核心理念。

为了保证发动机与整车的适配性，充分发挥发动机的潜能，在发动机性能开发阶段、整车匹配阶段应用仿真软件进行分析是十分必要的。

特别是对于发动机生产商，整车试验资源匮乏，整车油耗的试验都要借助于整车的转毂试验台或整车路试验证获得，这就使发动机的开发及性能优化处于被动的地位，因此建立整车参数数据库，对整车的动力配置进行仿真计算就显得更为重要。

发动机的特性和汽车的自重、车速及空气阻力、滚动阻p3.2 结果分析3.2.1 动力配置对油耗的影响发动机转速=车速X对应档位总传动比/轮胎直径从上述公式可以看出，等速情况下的发动机转速与总传动比有直接关系，这两个速比的乘积越小发动机的转速越低，发动机的工作点越向经济区移动。

因此，调整主减速器速比及变速箱可以有效降低整车油耗。

计算结果表明，调整主减速器速比整车循环油耗满载可以降低 4.0%；同时调整主减速器速比及变速箱，整车循环油耗满载可以降低 6.8%。

速比降低后经济性明显改善，但动力性会有所降低，因此建议整车厂在兼顾动力性的情况下对整车的配置进行优化，使发动机在最佳工作区工作。

优化发动机性能后整车油耗降低2%，调整主减速比油耗降低2%，同时调整主减速比和变速箱油耗降低4.4%，没有优化整车速比降低油耗的幅度大。

AVLCRUISE整车动力性经济性仿真分析一点技巧1.创建合适的整车模型：首先，需要创建一个准确反映汽车系统的整车模型。

整车模型应包括发动机、传动系统、车辆和驱动循环等关键组成部分。

AVLCRUISE提供了一系列预定义的整车组件，可以快速建立模型。

2.考虑不同的驱动循环：驱动循环是模拟车辆在不同道路条件和行驶方式下的行驶模式。

AVLCRUISE提供了多种驱动循环选项，例如城市循环、高速公路循环和混合循环等。

根据应用需求选择合适的驱动循环。

3.选择适当的发动机模型：发动机是整车系统的核心组件之一，选择合适的发动机模型对于准确预测整车动力性和经济性至关重要。

AVLCRUISE提供了多种发动机模型，包括燃油喷射、气缸模型和排放模型等。

根据实际应用情况选择适当的发动机模型。

4.进行系统参数优化：使用AVLCRUISE可以对整车系统的参数进行优化。

通过调整发动机控制策略、传动系统参数和车辆配置等参数，可以获得最佳的动力性和经济性。

优化参数需要根据具体需求和目标制定，并通过多次仿真计算得到最佳结果。

5.分析仿真结果：AVLCRUISE提供了丰富的结果分析工具，可以从多个方面评估整车动力性和经济性。

例如，可以分析车辆加速性能、燃料消耗率、二氧化碳排放等指标。

通过比较不同优化方案的仿真结果，可以评估其影响，并进行进一步的改进。

6.考虑不确定性因素：在进行整车动力性经济性仿真分析时，需要考虑到实际操作中可能存在的不确定性因素，如驾驶行为、道路状况和环境影响等。

AVLCRUISE允许将这些因素考虑在内，并进行敏感性分析，以评估其对整车性能的影响。

7.与实际测试数据对比：为了验证模型的准确性和可靠性，建议将仿真结果与实际测试数据进行比较。

通过进行实际测试和仿真验证，可以进一步改进整车模型和优化策略，提高整车动力性和经济性。

总之，使用AVLCRUISE进行整车动力性经济性仿真分析需要综合考虑车辆模型、驱动循环、发动机模型、参数优化、结果分析、不确定性因素和实际测试数据等多个方面。