深度研判长城炮越野皮卡TOD四驱系统扭矩再分配控制策略

深度研判长城炮越野皮卡TOD四驱系统扭矩再分配控制策略
2021-09-28 09:06:50 列宁格勒保卫者

本文为新能源情报分析网联合换个角度看车市公众号共同推出的长城炮(配置|询价)越野皮卡(搭载直列四缸2.0T发动机+TOD多片离合式四驱系统)的买车长测系列稿件。此前先后推出广汽三菱牌杰罗劲畅(搭载V型6缸3.0排量发动机+第1代超选四驱系统)、一汽丰田皇冠(搭载V型6缸2.5排量发动机+后轮驱动)、比亚迪全新一代唐DM(配置|询价)(2.0T发动机+前置110千瓦驱动电机+后置180千瓦驱动电机+第5种技术状态超级电四驱系统)和郑州日产纳瓦拉(配置|询价)皮卡(搭载直列四缸2.5排量发动机+电控分时四驱系统)的长测系列稿件。

在2020年早些时候,先后发布《深度:长城炮越野皮卡1.5万公里长测之技术状态汇总》和《深度:长城炮越野皮卡1.5万公里长测之高海拔可靠性汇总》两篇评测报告。截止2021年7月,这台长城炮越野皮卡总行驶里程突破1.8万公里。

1、长城炮越野皮卡前后驱动桥间扭矩分配策略:

在自默认的NORMAL行车状态下(关闭EPS功能),左脚深踩制动踏板,右脚深踩油门踏板并保持发动机转速维持在3000转/分,此时经过分动器将扭矩完全分配至后驱动桥。

蓝色箭头:前驱动桥没有分配到扭矩(车轮静止)

黄色箭头:后驱动桥分配到了较大扭矩(车轮空转挠胎)

当发动机转速提升至3500转/分并迅速松开制动踏板,由于后驱动桥扭矩分配“过剩”,分动器“默认”车辆处于“失控”状态,第一时间接通多片离合器将扭矩传递给前驱动桥。

又上图可见,前驱动桥轮胎“带起”的泥沙幅度,远远小于后驱动桥。此时,处于部分扭矩从后驱动桥向前驱动桥传递的过程。

随着分配至前驱动桥的扭矩持续增加,在后驱动桥的配合下车辆逐步摆脱“失控”的姿态,前后桥间轮速差较为接近后,车辆“脱困”行驶。

由上图可见,前驱动桥轮胎“带起”的泥沙幅度,逐渐与后驱动桥持平。此时,处于部分扭矩从后驱动桥向前驱动桥传递过程末端。

2、长城炮越野皮卡基础技术状态:

相对在售的其他品牌的四驱皮卡,长城炮越野版的驾驶舱的豪华感堪称标杆。无论座椅坐垫的尺寸(对大腿的支撑),还是偏硬朗的独立悬架,都是用来最大程度支撑长途自驾的舒适度。

在中央显示屏下端,设定了空调、音响、前后差速锁等实体功能按键。尽管现在大有取消实体功能按键的趋势,但是主流越野车上坚持传统的功能设定,以此保证驾驶员可以专注于复杂路况的驾驭。

长城炮越野皮卡的“车设”十分清晰,在成本管控的前提下尽可能多的提供丰富越野配置。在售的长城炮越野皮卡共有三款车型,全系标配了前后差速锁、带有4L模式的TOD多片四驱系统、前双A型摆臂独立悬架和后多连杆整体桥。

红色箭头:4L模式

蓝色箭头:“坦克掉头”功能激活开关

在全部的长测过程中,只有3次用到了前后差速锁。实际上,在应对较为复杂的路况时,4L+后差速锁+沙地模式即可轻松应对。而“坦克掉头”这种适用于狭小空间降低转向半径的“应急”功能不能频繁使用,否则会对前后驱动桥转向节、传动半轴以及制动系统造成不同程度的磨损。

长城炮越野皮卡全系标配前(驱动转向桥)后(驱动桥)两把电控差速锁,一般多与4L(低速四驱)模式匹配使用。在跨度接近1年的长测中,经常会选择4L模式+后差速锁的组合,以求快速平稳通过复杂路况。

从D挡-H挡后,按下4L功能按钮,随即液晶仪表提示4L模式进入;然后再按下后差速锁按键后,液晶仪表提示锁闭并ESP功能关闭。在4L模式+后差速锁组合选择过程中,各个机构动作顺畅,没有出现4L进入失败、后差速锁没有锁闭等故障。

在此前发布的《深度:长城炮越野皮卡1.5万公里长测之技术状态汇总》一文中,对这款车的前双A型摆臂+副车架独立悬架、后多连杆+整体桥架构;纵置的2.0T发动机+8AT+TOD多片离合式四驱系统技术状态进行了解读。

作为一款较为纯粹的越野车,长城炮越野皮卡的转向机构采用的是全电驱动+齿条式EPS系统,相对其他主流在售四驱皮卡多采用全液压摇臂式转向系统,在操控性更占优。然而,齿条式EPS应对更大负载的轴荷和较为糟糕的用车环境的可靠性值得关注。为了降低前转向驱动桥轴荷以及提高全负载状态的散热效率,长城炮越野皮卡的前转向驱动桥的差速器壳体和副驾驶员一侧桥管,进化为全铝材质。

蓝色箭头:全电驱动EPS

红色箭头:全铝材质差速器及桥管

长城炮全系皮卡(商用版、家用版、越野版)都集成了由博格华纳提供的TOD多片离合式四驱系统。这套本质上仍然属于“适时”四驱系统,与传统的分时四驱(电控或手动)系统有着一定的关联和差异。

相同的是,设定在变速器后端的分动器通过两组传动轴,将扭矩输送至前后驱动桥并具备4L模式;

差异的是,多片离合式四驱系统的分动器内,至前驱动桥的扭矩输出端不是刚性连接;分时四驱系统的分动器内,至前驱动桥的扭矩输出端是刚性连接。

TOD多片离合式四驱系统的优势在于操控简单便利,对驾驶员技术要求不高,四驱电控系统可以根据四条车轮摩擦力的变化,自动接通前转向驱动桥,使得车辆在全路况的操控姿态处于控制中。但是,如果某条轮胎胎压过低,四驱电控系统仍然会接通前驱动桥,让分动器长期处于运行状态,在高负载的工况下过热保护甚至烧毁。

分时四驱系统的优势在于最直接的可靠性,对驾驶员要求较高,不能在铺装路面进行转向动作。通过分动器开关接通前驱动桥扭矩,只能用于摩擦力较低的复杂路况。

那么问题来了,长城炮越野皮卡适配的这套TOD多片离合式四驱系统,在多种路况实际使用过程中效果如何呢?前后驱动桥间扭矩分配控制策略是怎样的?

3、长城炮越野皮卡在台架状态TOD四驱系统扭矩再分配控制策略:

在台架上对长城炮越野皮卡分别以轻踩油门踏板和重踩油门踏板方式,进行不同驱动模式下的前后驱动桥间扭矩在分配测试。需要注意的是(1),在台架上进行测试时,ESP功能全部关闭。

关闭ESP后轻踩油门踏板,分别进入ECO模式、泥地模式和冰雪模式进行测试发现,只要开始加速前后驱动桥都会分配到扭矩以四驱状态“行驶”。

分析网评测组,在对不同型号电动四驱车进行电四驱系统扭矩在分配策略解读时发现,在ECO模式轻踩油门踏板或,只有前驱动桥或后驱动桥输出扭矩;深踩油门踏板时,才会以四驱模式输出扭矩。

显然,长城炮越野皮卡在四条轮胎处于低附着力时,四驱电控系统默认前后驱动桥均衡输出扭矩。

4、长城炮越野皮卡在低温环境冰雪+4L模式TOD四驱系统扭矩再分配控制策略:

在环境最低温度突破-23摄氏度、车辆表面温度达到-30.9摄氏度的环境,将长城炮越野皮卡静置一晚后开始对车辆进行冰雪模式的前后驱动桥扭矩在分配控制策略评测。

无论燃油车、还是电动汽车,高温与高寒(包括高海拔)都是定型量产前必须完成(或反复)测试重要环境。低温环境凉车启动,全车在多少时间内恢复到正常使用的工况十分重要。

在海拔5092米、室外温度-15摄氏度,长城炮越野皮卡在低温环境静置一夜后,发动机启动正常。开始测试之前,进入冰雪+4L模式(EPS系统自默认关闭)。

湿滑的冰雪(非积雪)路面,无论轻踩油门,还是深踩油门,都可以感受到车身在失控的边缘游走。冰雪模式即2挡起步,限制扭矩瞬时输出表现出的“动力过剩”假象。在加速混合转向工况,冰雪+4L模式的长城炮越野皮卡前后驱动桥都在持续输出扭矩,只不过根据前后轮胎打滑的程度,后驱动桥扭矩分配的多过前驱动桥。

总的来说,在冰雪路面驾驶是否开启4L模式并不重要,极低的轮胎与地面之间的附着力,反而需要更好的抑制扭矩的输出。冰雪路面的前后驱动桥扭矩在分配以倾向于后驱的四驱控制策略,为的是保持车辆在移动时重心范围与前后驱动桥分配的扭矩范围重叠。

5、长城炮越野皮卡在常温环境普通+4L+两把锁模式TOD四驱系统扭矩再分配控制策略:

从河西走廊的武威、张掖、嘉峪关和敦煌一线分布着汉帝国、秦帝国以及明帝国时期建设的长城要塞。为了能够近距离的拍摄,就需要越过各种地形障碍。大多时候只需要在系统自默认的普通+4L模式即可应对。

但是在一些远离交通干线的隘口处,碎石、冰雪甚至沙地混合的路况,就要前后差速锁的配合,才能够安全行驶。长城炮越野皮卡的入门版适配的轮胎为.......,中配和高配轮胎型号为,,,,。超过2.3万公里的多种复杂路况行驶后的实际感受,“丐”版的轮胎,兼顾了铺装路面的舒适性和复杂路况的附着力。

当然,但凡工业设计都不能够十全十美,铺装路况舒适性提高了,寿命周期必然缩短;复杂路况附着力提升了,燃耗必然同比提升。

在日常行驶中,长城炮越野皮卡自默认为后轮驱动设定,因为湿滑路面导致前后车轮出现轮速差时,TOD多片离合式四驱系统会自动激活,为前驱动桥并分配适当扭矩保持车辆形势稳定。如果路况持续恶劣,在4L模式下分动器内多片离合器“闭锁”,将扭矩分配至前驱动桥。

需要注意的是(2),多片离合器结构决定了前后驱动桥非“刚性”连接。如果持续输出至前驱动桥的扭矩过大、车辆未能顺利脱困,多片离合式分动器内过热,则会进入保护模式(回到后驱模式)。

5、长城炮越野皮卡在低温环境沙地+4L模式TOD四驱系统扭矩再分配控制策略:

在前后12天的低温环境的测试过程中,只要车辆启动并达到预设发动机温度阈值后,选择不同驱动模式几乎不会对整车状态有所影响。粗细不同的沙粒,直接影响的不同车速下转向时的轨迹是否可控。对于适配分时四驱系统的车型,在轮胎附着力较低的路面行驶,4H/4L模式并不会对车桥或差速器造成损害。但是在轮胎附着力持续不断的变化,由柏油路、砂石路或者间隔冰雪的路况,对分时四驱车型就不那么“友好”了。或频繁在4H/2H间切换(保护车桥),或干脆牺牲行车安全以2H模式行驶。

对于装配TOD多片离合式四驱系统的长城跑越野皮卡而言,非“刚性”连接的前后驱动桥,反而可以更轻松应对不同路况的附着力变化,而不会伤及车桥和差速器。

长城炮越野皮卡前悬架由前双A型摆臂和副车架组成的独立架构,与断开式车桥结合兼顾了舒适性和通过性。但是在日常使用过程中,养成缓慢加速、避免紧急制动的好习惯,有助于延长下A型摆臂与副车架关联的两组偏心螺栓胶条,下球销与前转向节关联的球节的使用寿命。一旦下A型摆臂的胶套与球节老化,就会造成加速抖动、制动跑偏等涉及行车安全问题。

长城炮越野皮卡后悬架由2组上推力杆、2组下推力杆和1组止推杆组成的半独立架构,与整体式车桥结合兼顾了舒适性和通过性。相对多片钢板组成的“板簧”,“5连杆”后悬架结构,理论上可以做到更大的高低行程,变相的提升了整车通过性。

笔者有话说:

至此,这套灵活且较为的TOD多片离合式分动器,表现出色。由于驾驶习惯较好、对道路车流预判校准,并未发生TOD多片离合式分动器过热保护(切断前传动轴输出软的扭矩)现象。相对没有驾驶越野车经验的“小白”车主们,长城炮越野皮卡的这台只管开就好L了。

委婉待续。。。。。

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