某自動變速器車型熄火問題分析及解決

葛玉霞

某自動變速器車型熄火問題分析及解決

葛玉霞

（華晨汽車工程研究院傳動處，遼寧 沈陽 110141）

文章以某自動變速器車型熄火問題為研究案例，研究使用電子手剎的車輛，從發動機、變速器、電子手剎控制策略方面進行分析，通過對控制策略的研究，制定了優化方案，并經過車輛的標定和測試驗證方案的可行性。

自動變速器；熄火；電子手剎

前言

隨著汽車電子化程度越來越高，人們在享受電子化便捷的同時，經常也會遇到很多問題，尤其對于各電子控制器之間信號接口的匹配，更是需要進行不斷的驗證。

本文主要針對某自動擋車型在低速行駛過程中激活電子手剎按鈕時車輛熄火的問題，通過對發動機、變速器及電子手剎在該過程中控制功能策略的研究，提出優化方案，并進行驗證。

1 問題描述

某自動擋車型在以10km/h左右的車速低速行駛時，當激活EPB開關按鈕對車輛進行制動時，發動機出現異常熄火現象。

2 原因分析

為了從根本上摸清解決問題，首先對問題車輛進行測試，并且使用INCA采集油門開度、車速、發動機轉速、發動機扭矩、變速器檔位、離合器扭矩、離合器狀態、EPB的狀態、加速度等相關信號。測試過程如圖1所示，發現當油門為0，檔位在2檔，發動機轉速在1020rpm，車速在12km/h時，激活電子手剎按鈕復現問題，發動機還是出現熄火現象。

在此過程中，參與控制交互的主要有發動機，變速器以及電子手剎。下面分別從發動機轉速扭矩控制，變速器離合器控制，EPB電子手剎的狀態信號變化等幾個方面進行原因分析。

2.1 發動機轉速扭矩控制

低速行駛激活EPB按鈕導致發動機熄火，所以我們先來分析一下該過程中發動機轉速和扭矩的表現，如圖2所示。通過測試數據我們發現，加速度開始下降時，發動機轉速變化并不明顯，呈緩慢下降趨勢，隨著外來負載的不斷增大，發動機轉速開始明顯下降并且低于目標怠速850rpm，此時發動機扭矩開始上升，在此過程中，發動機怠速遵循PID控制，轉速下降，扭矩上升，至此發動機扭矩控制沒有問題。

圖1 熄火問題INCA測試圖

圖2 發動機轉速扭矩控制

之后，隨著車速的不斷下降，觸發了2擋降1擋的換擋點，變速器開始扭矩控制請求，根據ECU和TCU扭矩交互的控制策略，一般工況下，當變速器有扭矩控制請求時，ECU不會對發動機轉速進行控制，而發動機的扭矩會跟隨變速器的扭矩請求。從測試數據中可以看出，此時發動機轉速為620rpm,遠遠低于目標怠速值，所以發動機的指示扭矩并沒有跟隨變速器的請求扭矩，而是大于請求扭矩用于提升發動機轉速維持目標怠速，但是此時轉速已經到達發動機熄火點450rpm，導致熄火。

從整體過程來看，發動機的轉速扭矩控制沒有問題。

2.2 變速器離合器控制

根據故障發生的條件及變速器雙離合的特性，初步判斷發動機熄火是由于離合器未及時打開，發動機負載過大導致車輛熄火。現在對變速器雙離合控制及離合器未打開的原因進行分析。

圖3顯示了在該過程中離合器扭矩及離合器狀態變化，問題發生的檔位在2擋，此時離合器處于結合狀態，在檔的離合器扭矩為38Nm，當車速到達2-1換擋點時，兩個離合器開始交叉互換，離合器變為滑膜狀態。從目前來看，離合器扭矩及狀態都符合正常剎車降檔的控制邏輯。

那么為什么在激活電子手剎的時候，離合器沒有及時打開呢？通過多次測試及對數據的分析，我們發現當拉電子手剎制動時，代表電子手剎的信號EPB1_St_EPB并沒有變化，一直是釋放狀態。根據架構定義，在該工況下，TCU僅接收這一個信號，離合器的狀態是根據EPB的狀態來變化的，因為EPB信號無法正確反映拉手剎的狀態，所以導致離合器未能及時打開。

圖3 離合器控制

2.3 電子手剎狀態控制

上文中已經闡述了因為EPB的狀態問題導致離合器未能及時打開，下面再對整個過程中EPB電子手剎的狀態來分析，通過圖4的測試數據發現，車輛縱向加速度開始下降的時刻，就是拉電子手剎的時刻，但此時EPB的信號狀態是Relesaed，并不是預想中的locked狀態，但是隨著車速的降低，EPB的狀態由Released變為in progress時，當車速完全為零時，EPB的狀態信號才為locked。

圖4 EPB及ECD狀態

通過測試數據我們也發現，信號ECD的狀態卻能準確地反映手剎開關的狀態。且與相關工程師確認，當車速不為零時，拉EPB開關進行制動，信號ECD狀態有變化，當車速為零時，拉電子手剎制動，信號EPB狀態才有變化。但是前期架構開發設計時，變速器只接收EPB的狀態信號，并沒有接收ECD的狀態信號，因此導致低速行駛時拉電子手剎，離合器沒有及時打開，使得發動機負載增大轉速下降直至熄火。

3 問題解決方案

通過上面控制策略的展開分析，我們找到了發動機熄火的根本原因是當發動機外來負載增大時，作為傳遞的離合器并未第一時間接收到正確的反饋。考慮到問題的發現處于項目的研發階段，所以對于此問題地解決提出了臨時優化方案和最終解決方案。

1）臨時優化方案：優化TCU標定參數，更改離合器打開的速率，提高打開離合器的轉速點。降低該工況熄火的概率。

2）最終解決方案：更改TCU的軟件，增加接收信號EPB1_St_ECD，使TCU能第一時間接收來自整車的負載，及時切斷傳動鏈。

4 方案測試驗證

在臨時優化方案完成之后，為了驗證該方案的效果，我們在問題車輛上進行了相同工況的測試，在20次的測試中，有19次發動機都能保持車輛不熄火，降低了熄火的概率，驗證臨時方案具有一定的效果。

最終方案軟件釋放后，我們又進行了相同的測試，結果如圖5所示，發現當電子手剎激活，ECD狀態開始置位時，離合器由engaged狀態變為slipping，最后到完全打開，發動機轉速維持怠速穩定。

圖5 離合器狀態變化圖

為了對該方案進行充分的驗證，我們又在R擋及高海拔區域進行了相同的測試，發現發動機均能維持怠速穩定，驗證了方案的可行性。

5 結論

本文通過對帶有電子手剎自動擋車型熄火故障的原因分析可以看出，各控制器除了自身的控制策略需要完善外，控制器之間的信號交互更需要很好的匹配，這樣才能保證各功能的完美實現。

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Analysis and solution of stall problem of Automatic Transmission Vehicle

Ge Yuxia

（Brilliance Auto R&D Center (BARC) Transmission Section, Liaoning Shenyang 110141）

In this paper, take the stall problem of automatic transmission model as the research case, research using electronic hand brake of vehicles, analyze the control strategy from the aspects of engine, transmission, and electronic handbrake, formulate the optimization scheme based on the control strategy research, and verify the feasibility of the validation protocols through the calibration of the vehicle and testing.

Automatic Transmission;Stall; EPB

A

1671-7988(2020)24-144-03

U463.22+1.2

A

1671-7988(2020)24-144-03

葛玉霞，就職于華晨汽車工程研究院傳動處。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.047

CLC NO.: U463.22+1.2