汽车工程师解读：整车PedalMap分析概要

内容来源：汽车测试网，作者：Ming  资深对标工程师

从事新能源车策略解析工作6年，针对10余款热门电动汽车的驱动策略、热管理策略、能量流策略进行全方位的解析。带领团队开发出整车信号解析系统，对于对标试验、对标信号解析、对标传感器、整车策略都有深刻的理解。可解析CAN、CANFD、LIN、Mutiplexsor信号。建立了完善的数据库，拥有整车开发经验。在核心期刊发表5篇相关论文，专利2篇。

各位汽车行业的同仁们，在此笔者从对标入手进行分析PedalMap，各位汽车行业的同仁们都知道Pedalmap对于整车扭矩分配、驾驶性、动力性、经济性，都起着至关重要的作用。

接下来将着重介绍三个车型，即市面上热门的三个车型，针对两驱和四驱车的PedalMap特点来进行讲解与分享。



根据上面扭矩控制简图描述，汽车有不同模式包括运动模式、经济模式和普通模式等。

也分不同的状态， 前进档还是倒档，还是蠕行状态。首先要进行一个判断，判断之后接着进行扭矩控制，首先进行一个扭矩查表过程，就是查Pedal Map ，就相当于是最基本的扭矩输出的特性。

之后也会受能量管理的限制，比如说电量过低的时候，大油门加速时，车辆的最大输出扭矩、最大输出功率都会被限制。

当然，如果说ADAMS或者ESP触发的话，不会进行扭矩控制，而是直接响应自动驾驶扭矩和ESP请求扭矩，之后将请求扭矩发给驱动电机。动力电池会对驱动电机进行供电。当然驱动电机驱动之后，整车就是有速度，速度就会反馈到模式选择上。同时，MCU的动力系统状态也会反馈，例如电机的发生故障，电机有可能降级处理。扭矩和功率都会受到限制。



接着我们来讲一下PedalMap的概念。通常所说的PedalMap是指的动力总成输出扭矩随加速踏板开度和车速变化而变化的一种关系图。一般横坐标是车速或者电机转速，纵坐标是电机扭矩或者轮端扭矩。不同的踏板特性，直接决定了一个整车的动力性、驾驶性和经济性等整车的基本特性。对于整车标定也起着至关重要的作用。



在了解PedalMap之前，我们得了解一个标定原则和基本概念，即油门踏板，油门踏板行程被分成了四个形程。

1、首先是一个加速的空行程，加速踏板空行程不大于总行程的6%，若加速踏板踏板总行程50mm，空行程应不大于3mm.。

2、第二就是日常使用行程，10%-40%，10%加速踏板对应10%扭矩， 20%加速踏板对应30%扭矩，40%加速踏板对应70%扭矩，10%~40%电机扭矩应迅速增加。

3、加速保留行程是40%-70%，这个行程主要是用来进行超车加速。

4、然后死行程是70%-100%，从70%-100%，踩油门的时候扭矩不会增加。

第二点就是我们要了解不同典型车速区间。

1、首先就是拥堵和跟车工况，车速大于蠕行车速，车速小于10km/h。

2、城市拥堵超车工况，车速40km/h中大油门加速。

3、还有高速工况。40km/h、60 km/h、80km/h及100km/h匀速车速的易控程度，以及小坡度道路匀速行车车速的可控性，控制车速不需频繁增减油门

4、最后是缓加速工况，油门从零开始，在长时间的一个时间内缓慢加速到100%油门踏板，扭矩随着油门增加而增加，扭矩具有线性增长的一个趋势。

Pedalmap的标定时应注意以下4点：

1、为保证加速踏板的最小分辨率，最小分辨率的踏板开度（一般为2%至5%），其对应的扭矩应能保持大于最高蠕行车速的目标车速（约10km/h）稳定行驶。

2、原则上小加速踏板开度、低车速下的标定点尽量多，在不经常驾驶的速度区域， 使用较少的速度点，如高速区域或者扭矩更平稳的区域。加速踏板坐标在20%以下，以5%为间隔设置，20%以上则可以10%为间隔设置，这就是油门踏板的step的设置方法。

3、为了提供较好的驾驶感觉，一般低车速需求扭矩上升较快，高车速相对平缓。维持常用的巡航车速（如60km/h、80km/h、100km/h）所需扭矩对应的油门开度不应太大，以免驾驶员长期驾车容易疲劳。

4、不同加速踏板开度下的扭矩分布层次清晰，加速踏板开度较小时不能过冲，死行程不能太长，常用加速踏板＜40%油门下尽量不要涉及到90%以上的负荷区域。



PedalMap总扭矩评价也有以下几个关键点。

1、满油门扭矩输出特性，直接关系到此模式下的整车动力性。运动模式的满油门的扭矩特性等于电机扭矩特性。

2、滑行回收特性，滑行回收强度直接关系到整车经济性，一般标定的回收强度对应的回收扭矩大于CLTC和NEDC工况减速度，这样可以较好的回收整车减速过程中的能量。当然回收强度过大，也不利于驾驶性。

3、零扭矩线，零扭矩线是较为重要的特性，零扭矩线过小，单踏板可调整的踏板行程较小，不利于单踏板控制。若零扭矩线太大，也会存在零扭矩区域过大，加速前期都会是负扭矩区域，会出现加速前期油门加速无力的情况，且稳定车速需要较大的油门踏板，驾驶员较难控制。

4、小油门稳定油门输出，这里定义的小油门是30%的一个稳定输出，相当于小油门起步之后的一个特性。稳定油门输出应该保持一个较小的加速度。

5、中油门稳定油门输出，选取是60%的油门，相当于中油门起步加速过程，扭矩应保证能够迅速增大，有较大的加速度，车速能够加速至120km/h以上。

6、油门递增加速，油门递增加速对应的工况就是起步过程缓慢踩油门从0%踩到100%过程中扭矩变化趋势。经济模式标定方式是油门前段扭矩变化较慢，油门后段扭矩上升较快，让更多的动力储存在油门踏板后段。相反运动模式，油门踏板前段扭矩增长较快，而后段踏板的扭矩变化较慢。

7、常用扭矩区域（油门20-35%、车速40-80km/h）在这个扭矩和车速区间是驾驶员在市区中行驶的最常用区域，这个区域扭矩变化不应该过大，驾驶员不容易控制。

8、稳定车速油门，是上图黄色的曲线是整车阻力曲线反馈到电机端，和PedalMap曲线的交点。交点的含义是指稳定不同车速所需要的油门踏板深度。在高速行驶和郊区行驶，控制60km/h、80km/h、100km/h的油门踏板不宜过大，能够较好的控制汽车以一个较为稳定的车速行驶。



接着就是四驱扭矩分配系数。该系数决定了前后电机扭矩分配的占比。扭矩分配系数主要根据三个方面进行分配。

第一，保证经济性，通过改变扭矩分配系数，尽可能使更多的工况点落在电机的高效区域内，保证标准工况和道路的工况点效率较高。

第二，稳定性，在急加速过程中由于重量偏移。前轮附着力降低，可适当增加后轮扭矩。

第三，操纵性，形成过程会出现转向过度或者转向不足的现象。其前后扭矩应该适当的进行调整，保证不出现转向不足或转向过度的情况。