Giải quyết vấn đề NVH của xe hybrid

Xin đừng dừng âm nhạc

Lợi ích của hệ thống dừng chạy không tải là rõ ràng. Tính năng start-stop không chỉ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu từ 10 đến 15 phần trăm mà còn giảm lượng khí thải tương ứng. Với xếp hạng hiệu suất nhiên liệu đứng đầu trong các thông số mà người tiêu dùng cân nhắc khi mua xe hơi, việc dừng khởi động động cơ đã trở thành tiêu chuẩn của các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) ngày nay. Theo IHS Automotive, gần 70% ô tô đang lái ở châu Âu (nơi giá xăng cao nhất) có tính năng start-stop trên xe. Nhưng việc áp dụng còn kém xa so với đường cong ở các khu vực ít đô thị hóa khác trên thế giới, bao gồm cả Hoa Kỳ, với chỉ bảy phần trăm số ô tô được trang bị và nhiều chủ sở hữu tắt tính năng này khi họ có nó.

Sự cản trở này không thể chỉ đơn thuần giảm xuống thành những kẻ tụt hậu, và do đó làm dấy lên mối lo ngại trong toàn ngành công nghiệp ô tô. Sự đối kháng bắt nguồn từ những rung động đi kèm với khởi động lại, được coi là khó chịu vì chúng làm gián đoạn hoặc làm hỏng âm nhạc hoặc im lặng. Trái ngược với việc khởi động động cơ bằng cách vặn chìa khóa hoặc nhấn nút, các rung động khởi động lại xảy ra khi hành khách không mong muốn hoặc không muốn. Tiếng ồn rung động đặc biệt đáng lo ngại ở các loại xe hybrid, loại xe này khởi động lại động cơ khi đang lái xe mà không có bất kỳ hành động nhân quả nào của người lái như chuyển số. Việc khởi động lại động cơ xảy ra hoàn toàn dựa trên điều kiện của ô tô, thay vì điều kiện của người lái xe. Giống như sự hỗn loạn trên máy bay, yếu tố bất ngờ có thể khiến trải nghiệm thậm chí còn khó chịu hơn nhiều.

Honda R&D Co., Ltd – đơn vị chấp nhận đầu tiên

Vì mong muốn của khách hàng là yếu tố dự đoán hành vi mua của họ, các OEM Nhật Bản chuyên về hệ thống truyền động hybrid và điện khí đang nghiên cứu cách giải quyết các vấn đề về tiếng ồn, độ rung và độ khắc nghiệt (NVH) song hành với công nghệ khởi động lại. Honda R&D Co., Ltd muốn trở thành người sớm áp dụng công nghệ này, đó là lý do tại sao công ty tìm kiếm sự hỗ trợ từ các dịch vụ Simcenter ™ Engineering.

Honda và Siemens đã là đối tác trong nhiều thập kỷ, đặc biệt thông qua việc sử dụng các sản phẩm và dịch vụ của Simcenter ™. Trên thực tế, Honda đã là người sử dụng tận tâm và hài lòng phần cứng thu thập dữ liệu Simcenter SCADAS ™ và phần mềm Simcenter Testlab ™ trong hơn 20 năm.

Từ thử nghiệm, thông qua tư vấn kỹ thuật đến mô phỏng hệ thống

Ông Satoshi Watanabe, chịu trách nhiệm Phát triển Dựa trên Mô hình (MBD) tại bộ phận NVH hệ thống truyền động của Honda, giải thích cách các công cụ kiểm tra Simcenter vượt xa các lựa chọn thay thế của đối thủ từ lâu: “Các công cụ kiểm tra Simcenter rất đa năng; họ cho phép phân tích đường chuyển giao, kiểm tra tác động, phân tích phương thức và những thứ khác, trong khi đối thủ vẫn chỉ tập trung vào việc thực hiện một nhiệm vụ duy nhất. ”

Với tính linh hoạt này, Honda đã có thể tối ưu hóa các quy trình thử nghiệm của họ một cách đáng kể. Watanabe giải thích: “Không cần phải thay đổi thiết lập kiểm tra và chuyên gia giữa các phép đo, làm mất thời gian quý báu”. “Nhìn chung, nhờ các công cụ Simcenter, quá trình thử nghiệm của chúng tôi đã trở nên tích hợp hơn nhiều.” Honda vẫn đang sử dụng các giải pháp thử nghiệm Simcenter để thu thập và xác thực dữ liệu ngày nay.

Làm việc với thiết bị thử nghiệm Simcenter, Honda đã tích lũy được rất nhiều bí quyết nội bộ, đặc biệt là liên quan đến NVH. Công ty hiện có kiến ​​thức này được tổ chức thành các bộ phận hoạt động khác nhau, mỗi bộ phận theo đuổi các bộ mục tiêu cụ thể của họ. Đây là cách tiếp cận hiệu quả nhất để giải quyết các thách thức thuộc tính và hệ thống phụ cụ thể trong quá trình phát triển phương tiện. Nhưng với sự ra đời của các phương tiện hybrid và những lo ngại về NVH phức tạp hơn của họ, công ty đã quyết định xem xét lại phương pháp tiếp cận tinh thần hóa khởi hành.

Watanabe nói: “Trước khi bắt đầu phát triển xe hybrid, chúng tôi đã làm tốt với các quy trình và nền tảng kiến ​​thức đã thiết lập của mình. “Tuy nhiên, chúng tôi muốn khám phá những cách thức mới để rút ngắn chu kỳ phát triển của mình”. Khi gặp sự cố NVH khởi động lại động cơ trong nền tảng Odyssey của họ, Honda đã quyết định triển khai các giải pháp Simcenter khác và liên hệ với các dịch vụ của Simcenter Engineering. Simcenter Engineering sẽ giúp Honda kết hợp những kiến ​​thức có giá trị nhưng đã được chia nhỏ của họ vào một phương pháp tiếp cận giải pháp tích hợp.

Watanabe giải thích: “Để nắm bắt đúng cách và giải quyết vấn đề ghép nối càng sớm càng tốt và trước khi có nguyên mẫu thử nghiệm, các chuyên gia của Simcenter Engineering đã giới thiệu cho chúng tôi phần mềm mô phỏng hệ thống Simcenter Amesim. Với phần mềm này, Honda đã quản lý để tạo ra các mô hình động cơ và xe được tích hợp đầy đủ, được điều chỉnh tỷ lệ để tính đến quá trình đốt cháy, cơ khí và điều khiển.

 

Một sự khác biệt tinh tế nhưng đáng kể

Do yếu tố tâm lý và phần lớn chủ quan khi chơi, vấn đề khởi động lại phức tạp hơn khoa học khiến người ta phải nghi ngờ. Thông thường, khi động cơ khởi động, các rung động của thân máy là do giá trị đặc trưng của thân máy phát điện trong quá trình đốt cháy ban đầu. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa khởi động bình thường và khởi động lại là chúng tôi mong đợi những rung động này xảy ra trong trường hợp cũ. Trong khi các kỳ vọng rất khó để khách quan hóa và do đó, chiến lược hiệu quả duy nhất dường như là giảm rung động khởi động lại đến mức tối thiểu tuyệt đối, mà không ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ.

Thông thường, dự đoán hiện tượng tiếng ồn và rung động từ hệ thống truyền lực sử dụng một phương pháp nhập các giá trị áp suất trong ống hình trụ đo được làm nguồn rung động động cơ. Tom Van Houcke, một chuyên gia của Simcenter NVH tham gia chặt chẽ trong suốt dự án cho biết: “Tuy nhiên, xuất phát từ một giá trị áp suất cố định trong xi-lanh, các mô hình này không xem xét các thông số về động cơ quay và nổ.

Sử dụng phần mềm Simcenter Amesim ™, các chuyên gia Simcenter Engineering và Honda bắt đầu phát triển một kỹ thuật dự đoán mới và một phương pháp đánh giá mới cho các rung động khởi động lại động cơ. Giờ đây Honda có thể dự đoán chính xác toàn bộ quá trình khởi động lại hệ thống truyền lực, bắt đầu bằng việc xe điều khiển các tín hiệu gây ra một áp suất nhất định trong xi-lanh, sau đó dẫn đến mô-men xoắn truyền động, lực lượng giao diện hệ thống treo và ống lót hệ thống truyền lực cụ thể và cuối cùng là sốc rung thân xe.

Cho phép áp suất trong xi-lanh sai lệch, Honda hiện có thể xác định các đặc điểm của bộ phận đối với rung động khởi động lại động cơ trong giai đoạn thiết kế xe, cũng như các hiện tượng tiếng ồn và rung động khác, chẳng hạn như tiếng ồn và độ rung khi chạy không tải.

Đối tác công nghệ cho cuộc sống

Honda đánh giá cao hơn sự hoàn thành thành công của dự án ngày hôm nay. “Nhờ sự hợp tác của chúng tôi với nhóm Kỹ thuật Simcenter, thời gian chu kỳ phát triển của chúng tôi được kiểm soát tốt hơn,” Watanabe khẳng định. Hơn nữa, sau khi hoàn thành dự án, Honda đã nhận chuyển giao toàn bộ công nghệ, cho phép họ tái tạo tất cả các kỹ thuật và phương pháp cho các mục đích khác ngoài rung động khởi động lại động cơ. “Nhờ được chuyển giao công nghệ, chúng tôi hiểu cách tái tạo các kỹ thuật được áp dụng và điều chỉnh chúng để giải quyết tất cả các loại vấn đề. Bây giờ chúng tôi có thể tự mình làm điều này, sử dụng tối đa tài sản của mình, ”Watanabe kết luận.

Do đó, Honda hiện đang tích hợp và sử dụng MBD trong toàn bộ các bộ phận của họ, điều này cho phép họ dự đoán nhiều vấn đề và tải trước giải pháp của họ. Watanabe nói: “Các cuộc thảo luận được bắt đầu sớm hơn và do đó chúng tôi tránh được các vấn đề. “Bằng cách dự đoán trước hành vi của hệ thống, khối lượng công việc sau đó giảm đáng kể, cho phép chúng tôi tập trung nỗ lực và nguồn lực vào các mối quan hệ ưu tiên khác, chẳng hạn như hình ảnh và giá trị thương hiệu.”

Dịch vụ kỹ thuật như người gác cổng cho danh mục Simcenter

Honda coi việc hợp tác với các dịch vụ Simcenter Engineering có giá trị to lớn trong việc dẫn đầu trong cuộc đua hướng tới các công nghệ và phương pháp luận mới, chẳng hạn như những phương pháp được phát triển trong khuôn khổ dự án này. Watanabe kết luận: “Tích hợp 1D, 3D CAE và thử nghiệm là thế mạnh của Simcenter Engineering, công ty có danh mục sản phẩm Simcenter. “Miễn là sự kết hợp của các giải pháp này có sẵn, chúng tôi sẽ tiếp tục làm việc cùng nhau trong tương lai.”

Nguồn: https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/our-story/customers/honda/39112/