不同驾驶模式对油耗影响研究

周延瑞　伍俊　丛日振　李强

摘 要：文章通过对一款搭载2.0L排量增压汽油机轿车在ECO和Normal两种模式下进行油耗仿真和实测，对比分析了发动机运行工况点、换挡线和油门开度差异，结果表明：ECO模式较Normal模式整车油耗在WLTC循环实测降低0.06L/100km，模拟用户实际工况降低0.13 l/00km，ECO模式油门踏板开度相对更大，ECO模式下顾客主观感受会动力性变差。

关键词：驾驶模式 燃油经济性

1 引言

2020年9月22日，我国提出将采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，到2060年左右，中国将实现释放的碳和吸收的碳达到平衡，即我们常说的“碳达峰”和“碳中和”，为了这一目标，国家对汽车的排放和油耗水平均提出了更高的要求，发布和实施了国六排放油耗法规。CAFAC积分（乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法）的压力也让各大主机厂都在大力发展混动车辆、纯电车辆，在往电气化电动化过渡的路上，对搭载传统动力的车型进行降油耗的研究同样势在必行。主流的降油耗路线包含发动机本体增加EGR、电子水泵提升热效率、整车降重、降摩擦、降风阻、降滚阻等，以上措施对油耗贡献较大，但对车型的改动及开发周期费用同样巨大，性价比并不高，而通过换挡线、发动机工况点的优化可以快速提升整车油耗，且优化成本较低，适合于量产车型的年款升级优化。

通常汽车设置有不同的驾驶模式供用户选择，主要包括ECO、Normal、SPORT等模式，用户可以根据不同的驾驶路况选择对应的驾驶模式，以达到最优的燃油经济性、舒适性和加速性感受。ECO模式为经济性模式，通过合理的挡位控制发动机转速，使发动机工作在高效区间，有相对较低的油耗表现，适合于车速低、拥堵现象较多的城市路况，适合日常上下班通勤；Normal模式为普通模式，在保证动力性不变的基础上也获得较好的燃油经济性，汽车的油门响应最平衡，操控感更简单舒适，容易上手，为多数车型的默认标准模式，本文针对ECO和Normal两种驾驶模式在同一台整车上进行了详细的测试和分析，对比说明了两种驾驶模式的主要差异和表现，为新车型降油耗开发提供不同的思路。

2 （试验）车辆及发动机信息

本次试验选用了一款2.0T 7DCT紧凑型轿车进行测试分析，详细参数见表1。

车辆为量产新下线状态，性能表现较好，满足研究分析要求。

3 研究方案

根据研究目的要求，按照时间计划分为四个部分：车辆磨合、道路行驶阻力测试、转鼓油耗测试、试验结果及数据分析，详见下文。

3.1 车辆磨合

车辆按照企业标准进行3000km磨合，磨合试验在中汽研盐城汽车试验场进行，包含低速、中速、高速和制动等路况，磨合的目的是对发动机、变速箱、传动系统、制动卡钳、轮毂轴承和轮胎等进行充分磨合，使车辆达到用户正常使用状态。

3.2 道路行驶阻力测试

车辆完成磨合后在试验场直线路上进行整车行驶阻力测试，测试出车辆的实际阻力，用于后续的转鼓油耗测试转鼓阻力加载。整车行驶阻力测试按照企业标准和国标执行，使用VBOX设备进行测试，严格按照标准控制环境温度、风速和胎压等边界条件，确保测试结果真实、准确。

3.3 转鼓油耗测试

按照表2试验策划进行试验，包含国标WLTC循环和GLTC循环两个路谱，每个循环分别进行ECO 和Normal测试，每种状态两轮测试，取平均值进行结果对比，试验方法参照国标进行。

说明：GLTC为模拟客户实际道路驾驶制定的路谱，低速市区工况更多，循环时间与WLTC相同，循环油耗相对略高，详见下文说明。

测试循环说明：WLTC为国标循环；GLTC为模拟客户试驾驾驶循环，低速工况更多，见图1和表2。

3.4 油耗结果

3.4.1 仿真分析结果

ECO模式较Normal模式相比，WLTC循环油耗降低0.11 L/100km，降幅1.57%；GLTC循环油耗降低0.15 L/100km，降幅2.03%，见表4。

3.4.2 实车油耗测试

ECO模式较Normal模式相比，WLTC循环油耗降低0.06 L/100km，降幅0.85%；GLTC循环油耗降低0.13 L/100km，降幅1.66%，见表5。

3.5 数据分析

3.5.1 运行工况点分析

试验过程中对GLTC和WLTC循环实测发动机扭矩和转速进行数据采集，并在发动机万有Map上绘制发动机运行工况点，对比发现ECO模式发动机运行工况点趋势上更靠近Map经济区，但差异不明显。

3.5.2 发动机油门对比

试验过程中对车辆油门踏板开度信号进行采集，对比发现ECO模式油门开度约为Normal模式两倍，说明相同车速下驾驶员需要更深的踩油门。

3.5.3   变速器挡位对比

试验过程中对车辆变速箱挡位信号进行采集，对比发现ECO模式升挡和降挡相对更积极，实际客户感受为升降挡更早一些。

3.5.4 换挡线对比

对车辆的TCU控制单元中的换挡Map进行分析，见图9和图10，中小油门下，ECO模式的升挡和降挡更积极，油门开度大于20%和车速大于20km/h工况下升挡线更靠前，ECO较Normal升降挡略有积极但不明显， 两种模式100%油门下升、降挡线相同，车辆默认100%油门下动力性优先。

4 研究总结

（1）GLTC油耗：仿真ECO模式较Normal模式油耗低0.15 L/100km，实测低0.13 L/100km；

（2）WLTC油耗：仿真ECO模式较Normal模式油耗低0.11 L/100km，实测低0.06 L/100km；

（3）运行工况点：GLTC和WLTC循环实测均无明显差异；

（4）实测换挡表现：ECO较Normal升降挡略有积极，通过积极的升降档动作，尽可能的使发动机的运行工况点靠近最优油耗区域。

通过对不同驾驶模式对油耗的影响研究，发现normal模式通过对发动机工况点优化及换挡线的提升，使得整体发动机的运行工况点更靠近油耗Map经济区，从而提升发动机的经济性水平。因此，针对传统内燃机新车型的开发，提升燃油经济性，除了对风阻、滚阻、车重、发动机热效率等项目优化外，还因考虑如何将发动机的运行工况点往油耗经济区靠近，换挡线、启停技术、BSG电机等辅助技术都将是车型本体变更不大且成本较低的方案。

参考文献：

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