自動(dòng)變速器匹配方法的研究

劉憲軍 方立輝 趙志旭 夏洪彬 徐景欣

哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心 黑龍江省哈爾濱市 150060

1 引言

在日益火爆的汽車市場，由于自動(dòng)變速器具有消除駕駛技術(shù)差異，操作方便的特點(diǎn)，所以搭載自動(dòng)變速器的車輛在激烈的市場競爭中占有很大市場份額[2]。如何提高搭載AT車輛的換檔質(zhì)量已成為當(dāng)前車廠面臨的重要問題。

AT變速器在換檔過程前后實(shí)現(xiàn)不同速比的變化，換檔時(shí)都會(huì)有不同程度的沖擊，給乘客帶來不適。AT匹配標(biāo)定是提高整車駕駛性的重要手段，因此，通過調(diào)整匹配標(biāo)定數(shù)據(jù)，使自動(dòng)變速器換檔品質(zhì)得以改善。

AVL公司針對(duì)客觀駕評(píng)開發(fā)了Drive系統(tǒng)軟件，該軟件能夠?qū)ζヅ鋽?shù)據(jù)調(diào)整后的換檔感受進(jìn)行客觀有效的進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前該軟件已經(jīng)在國內(nèi)各大車廠得到了廣泛應(yīng)用。所以本文選擇Drive系統(tǒng)作為匹配數(shù)據(jù)調(diào)整前后駕駛感受的衡量工具。且Drive的測試數(shù)據(jù)有助于問題原因，將其與匹配標(biāo)定相結(jié)合，能夠起到事半功倍的效果。

2 Drive系統(tǒng)簡介

Drive系統(tǒng)主要由Drive軟件系統(tǒng)、DMU2、電流鉗、加速度傳感器、振動(dòng)傳感器、麥克風(fēng)等部件組成。DMU2收集各個(gè)傳感器的測量信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，再傳到電腦中的Drive軟件系統(tǒng)中進(jìn)行分析計(jì)算，得出最終評(píng)價(jià)結(jié)果。

當(dāng)汽車在公路上行駛，進(jìn)行自動(dòng)換檔時(shí)，Drive系統(tǒng)中的加速度傳感器會(huì)測量出換檔前后加速度變化情況。系統(tǒng)會(huì)對(duì)測量的加速度信號(hào)進(jìn)行濾波，不同加速度濾波結(jié)果會(huì)作為不同評(píng)分項(xiàng)的評(píng)價(jià)依據(jù)。再根據(jù)不同評(píng)分項(xiàng)的評(píng)分結(jié)果綜合計(jì)算出各個(gè)工況的評(píng)價(jià)結(jié)果。Drive系統(tǒng)中采用10分制評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體情況劃分如表1所示：

3 自動(dòng)變速器機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及控制難題

該車輛自動(dòng)變速器的液壓油泵共有兩套，即傳統(tǒng)機(jī)械油泵和電子泵。系統(tǒng)油壓供給由AT液壓模塊完成，控制由TCU控制器具體實(shí)施，給OPU電子泵控制器信號(hào)驅(qū)動(dòng)電子泵。電子泵的目標(biāo)轉(zhuǎn)速由TCU控制器來決定，也就是說，電子泵控制策略放在TCU控制器里，而不是放在電子泵控制器里。

DAE自主研發(fā)的6檔自動(dòng)變速器主要由：液力變矩器、油泵、由離合器和制動(dòng)器組成的行星機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)齒輪、差速器、輸入軸、輸出軸等機(jī)構(gòu)組成。DAE設(shè)計(jì)的這款6AT，為了節(jié)省空間，將B1制動(dòng)器設(shè)計(jì)成了帶狀結(jié)構(gòu)。制動(dòng)帶獨(dú)特的固定方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了制動(dòng)帶的控制難度。

如圖1所示，制動(dòng)帶一共有兩個(gè)定位點(diǎn)，一個(gè)是由制動(dòng)帶外側(cè)橢圓形孔與殼體的定位銷之間的間隙配合，如圖1中A點(diǎn)所示；另一個(gè)是由制動(dòng)帶外側(cè)凹槽與液壓頂桿之間的配合，如圖1中B點(diǎn)所示。為了更好的了解此次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可參照圖2所示的三維模型。

表1 Drive系統(tǒng)中的評(píng)分劃分標(biāo)準(zhǔn)

該變速器各個(gè)檔位的速比分別為：1檔 4.044，2檔 2.371，3檔 1.556，4檔1.159，5檔0.852，6檔0.672。由此可見，在不跳檔的情況下，1檔與2檔之間速比跨度最大。

圖1 B1制動(dòng)帶二維裝配圖

圖2 B1制動(dòng)帶三維裝配圖

表2是各個(gè)檔位與工作離合器對(duì)應(yīng)表（如：3檔時(shí)，參加工作的離合器是C1和C3），由表3.1可知，2檔時(shí)B1制動(dòng)帶參加工作。

表2 各個(gè)檔位與工作離合器對(duì)應(yīng)表

綜上所述，1升2的換檔過程不僅速比跨度大，而且涉及到B1制動(dòng)帶結(jié)合，所以導(dǎo)致該換檔過程的控制難度非常大。

4 試驗(yàn)方法

本文中駕評(píng)試驗(yàn)的操作步驟，按Drive系統(tǒng)使用說明及操作規(guī)范進(jìn)行。具體操作方法是：首先，按要求在車的相對(duì)位置安裝傳感器、電流鉗及電源等設(shè)備。之后在Drive系統(tǒng)中設(shè)置配置文件，校準(zhǔn)檔位信號(hào)、速比及發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。使車輛按規(guī)定的工況行駛，開始測量數(shù)據(jù)。對(duì)該工況的換檔過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。也要同時(shí)連接ETAS設(shè)備，通過INCA軟件同時(shí)測量TCU內(nèi)部控制數(shù)據(jù)。

5 匹配與Drive結(jié)合優(yōu)化換檔過程

在項(xiàng)目開發(fā)末期，發(fā)現(xiàn)1升2有換檔感覺，尤其是當(dāng)油門較大時(shí)，換檔感覺會(huì)更加明顯。Drive的測試數(shù)據(jù)如圖3所示。各個(gè)評(píng)分項(xiàng)的得分情況如表3所示。

圖3 更改前的100%油門1升2測試數(shù)據(jù)

如表3所示，100%油門1升2評(píng)分低是由于車速損失大、換檔沖擊大和換檔時(shí)間長導(dǎo)致。

詳細(xì)分析圖3可知，加速度信號(hào)在phase1階段就開始跌落，在phase2初期達(dá)到最低點(diǎn)。所以，車速損失大可能是由于減扭過大導(dǎo)致。換檔時(shí)間長，且在phase2有沖擊，可能是結(jié)合測壓力搭接不合適導(dǎo)致。由此決定減少減扭量和多段phase1的時(shí)間。

將數(shù)據(jù)調(diào)整后，Drive的實(shí)測數(shù)據(jù)如圖4所示。整體評(píng)分已經(jīng)能夠達(dá)到7.57分。各個(gè)評(píng)分項(xiàng)的得分如表4所示。

圖4 更改后的100%油門1升2測試數(shù)據(jù)

由表5可知，紅框內(nèi)的評(píng)分項(xiàng)在數(shù)據(jù)調(diào)整后都有所提升，其中之前表現(xiàn)比較差的車速損失，速比變化過程中的沖擊，速比變化的持續(xù)時(shí)間，這幾個(gè)評(píng)分項(xiàng)有明顯改善。證明此次數(shù)據(jù)調(diào)整非常成功。經(jīng)過討論，把本次數(shù)據(jù)調(diào)整應(yīng)用到批產(chǎn)數(shù)據(jù)中。

表3 更改前的100%油門1升2具體評(píng)分

表4 更改后的100%油門1升2具體評(píng)分

表5 更改前后的100%油門1升2具體評(píng)分

6 結(jié)語

本文為匹配標(biāo)定提供了一種新方法。將匹配標(biāo)定與Drive系統(tǒng)的測試結(jié)果相結(jié)合，有助于攻克在匹配中較難的問題。在標(biāo)定過程中，提高換檔質(zhì)量方面也有很大作用，不僅有助于更快鎖定標(biāo)定量范圍，并能將差距量化，為匹配標(biāo)定指明方向。