一種基于NEDC工況的雙離合器自動變速箱動態傳動效率測試方法

劉春峰，葛宗強，葉文俊，李向兵，劉佃濤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

關于變速器的傳動效率測試，在汽車行業標準《QC/T 1056-2017汽車雙離合器自動變速器總成技術要求和試驗方法》中有所要求，變速器綜合傳動效率按溫度為90℃、發動機最大扭矩點轉速和最大扭矩條件下進行測試，以變速器最高的三個檔位的傳動效率平均數表征[1]。該指標僅僅考察變速箱單體效率好壞，無法表征其在動力總成匹配中的水平。整車實際行駛中，變速箱往往處于加減速的非穩定狀態，其轉速和扭矩與車輛匹配有關。

根據NEDC綜合工況仿真分析：變速箱傳動效率每提高1%，車輛綜合油耗降低0.95%，故提高變速器效率對降低整車油耗有顯著的影響[2]。

本文旨在基于NEDC工況，利用輸入電機模擬發動機測試變速箱動態傳動效率。

1 NEDC工況

GB18352中NEDC工況是整車油耗試驗的強制標準、具有市場實際行駛的代表性[3]，一個NEDC工況循環（共1180s）由4個城區工況與1個郊區工況組成，工況曲線如圖1。

圖1 NEDC循環工況示意圖

2 測試系統

AVL三電機變速器試驗臺作為較成熟穩定的變速箱臺架試驗設備，在汽車廠家試驗設備中占有率較高，在變速箱試驗開發驗證過程中應用廣泛。臺架設備簡圖見圖2：

圖2 AVL臺架設備簡圖

驅動電機為直流永磁電機，具有體積小、慣量低的特點，可以精確模擬發動機萬有特性曲線、慣量，而且可以精確測量（扭矩采集精度0.03%FS、扭矩控制精度0.1%FS、轉速控制/采集精度±1rpm）。

同時其臺架控制系統可以模擬整車邊界條件（如整車滑行阻力、整車CAN通訊）。

3 控制系統參數編輯

系統參數SYS編輯：導入整車CAN通訊協議文件，依據CAN通訊列表定義輸入/輸出信號，使臺架與變速箱實現CAN通訊連接。

從圖1中可以看出，由于轉動角度以及載頻的不同，所得到的重構結果δk,n的幅度大小會有所差異，但是由于觀測的目標相同，因而所重構的方位向散射點位置信息相同.這一特性可以在重構過程中加以利用，從而提高重構的精度.

測試對象參數UUT編輯：在ECT里輸入發動機的基本參數（包括最大輸出扭矩、最大輸出轉速、啟動速度、怠速速度、額定轉速、額定扭矩、額定功率等）；在LTC按照格式要求輸入發動機萬有特性曲線（不同轉速、油門開度下的發動機輸出扭矩），驅動電機在整車控制模式下可模擬此特性曲線；在 VEH里依據《整車及動力總成關鍵參數表》輸入整車參數信息，包括整車布置形式、變速箱形式、整車重量、最高車速、最大爬坡度、輪胎滾動半徑、輪胎數量、前輪距、后輪距、軸距、額定加速能力、前/后輪載荷分布比值、整車道路滑行阻力等。

試驗循環參數TST編輯：設定臺架檔位為D擋、控制模式為坡度/車速控制模式，輸入NEDC工況中速度、時間變化工況序列[3]。

4 測試過程及數據處理分析

4.1 測試過程

將變速器安裝到臺架，變速器安裝角度與整車安裝角度一致，連接左、右驅動半軸到負載電機上。

臺架加載SYS、UUT、TST參數進入MANUAL（手動操作狀態），啟動驅動電機，將變速箱油溫升至整車熱機溫度。

點擊“AUTOMATIC”按鈕，臺架進入自動操作狀態，測試系統自動運行TST參數NEDC工況序列。

試驗過程中使用外接冷卻水循環系統控制變速箱油溫在整車熱機溫度±3℃范圍內；并全、單位 rpm程采集記錄變速箱左輸出端扭矩（T左端輸出、單位Nm）、右輸出端扭矩（T右端輸出、單位Nm）、輸入端扭矩（T輸入、單位Nm）、左輸出端轉速（n左端輸出、單位 rpm）、右輸出端轉速（n右端輸出、單位rpm）、輸入端轉速（n輸入、單位rpm），為保證數據有效性和提高試驗精度，設定其采樣頻率100Hz；分別采集三組工況數據。

4.2 試驗處理分析

導出臺架記錄的原始試驗數據，根據以下公式進行計算：

式中：

P輸入—變速箱單個數據采集點輸入功率

P輸出—變速箱單個數據采集點輸出功率

f —信號采樣頻率

Q輸入—變速箱輸入總能量

Q輸出—變速箱輸出總能量

ηNEDC—變速箱NEDC工況動態傳動效率

4.3 試驗結果

試驗結果見表1：

表1 NEDC工況動態傳動效率試驗結果

5 結論

本文在三電機變速器綜合性能試驗臺上基于NEDC工況實現了動力總成中雙離合器自動變速器動態傳動效率測試，為整車動力總成經濟性匹配仿真結果提供了測試方法，為動力總成匹配優化提供參考。