VFS電磁閥顫震壓力異常的研究

周章遐，李洪巖，李賓龍，馮時，白婧

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VFS電磁閥顫震壓力異常的研究

周章遐，李洪巖，李賓龍，馮時，白婧

（哈爾濱東安汽車發(fā)動機制造有限公司，黑龍江 哈爾濱 150060）

提高換擋質(zhì)量，需兼顧速度與換擋平順性。對于自動變速器，采用非工作離合器預充油壓策略即保持非工作離合器的顫震油壓，是提升換擋速度比較重要的控制策略之一。文章論述了自動變速器液壓控制策略中非工作離合器顫震壓力標定過程以及在標定過程中異常數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)，并對顫震壓力異常從實驗排查、過程控制等方面進行深入研究。

自動變速器；離合器；顫震油壓；過程能力分析

1 引言

20世紀30年代，由于液壓的普遍應(yīng)用，依靠液壓力輔助變速的自動變速箱開始出現(xiàn)。20世紀末，隨著電子技術(shù)的興起，電子控制的變速箱隨之興起，汽車變速箱開始進入電控自動變速階段。[1-2]

自動變速箱通過傳感器和開關(guān)檢測汽車和發(fā)動機的運行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機冷卻液溫度、自動變速箱液壓等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號輸入到TCU。TCU根據(jù)這些信號，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥發(fā)出控制信號，電磁閥通過電液控制系統(tǒng)，切換油路，完成離合器或制動器的油壓切換，以實現(xiàn)自動變速。[3]

汽車的換擋性能，與駕駛員息息相關(guān)，一款汽車換擋性能的好壞，對駕駛員舒適安全的駕駛起到至關(guān)重要的作用。換擋速度及換擋平順性是影響換擋質(zhì)量的重要指標。一款車換擋性能好壞、變速操縱性能好壞與其液壓系統(tǒng)的換擋質(zhì)量及換擋控制策略息息相關(guān)。保持控制離合器VFS電磁閥顫震壓力是提升換擋速度與保證換擋平順的重要的控制策略之一。

2 本文的研究意義和內(nèi)容

2.1 本文的研究意義

自動變速器依靠各個離合器的接合與釋放來實現(xiàn)檔位變化，在檔檔位的離合器釋放與目標檔位的離合器接合都是依靠電磁閥進行控制的。換擋響應(yīng)性除受到電磁閥響應(yīng)性影響外，還受到非工作離合器充油策略的影響。顫震油壓指標定非工作油壓在臨界電流值，保證油路充油狀態(tài)，即顫震策略，可節(jié)省換擋過程中目標檔位離合器油壓建立過程中的充油時間，是提升換擋速度與保證換擋平順的重要的控制策略之一。顫震壓力將有效提高換擋速度與換擋平順性，顫震壓力異常將直接影響駕駛感受。對自動變速器的顫震壓力進行研究，積累在顫震壓力標定、試驗、排故等方面的相關(guān)經(jīng)驗，對優(yōu)化提升車輛駕駛體驗具有十分重要的意義。

2.2 本文的主要研究內(nèi)容

本文以某6擋自動變速器為例，論述了自動變速器液壓控制策略中非工作離合器顫震壓力標定過程以及在標定過程中異常數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)。此外，對顫震壓力異常從實驗排查、過程控制等方面進行深入研究。積累顫震壓力標定經(jīng)驗及液壓模塊故障調(diào)查經(jīng)驗。為提升車輛換擋質(zhì)量及駕駛體驗提供技術(shù)指導。

3 非工作離合器VFS電磁閥顫震油壓的標定及異常研究

3.1 顫震油壓的標定

非工作電磁閥階段性充油電流波形如圖1所示。標定非工作的電磁閥控制電流處于臨界電流值，臨界電流時該離合器的油壓，稱為該離合器的顫震油壓。為防止離合器干磨，顫震油壓需低于離合器的KISSPOINT油壓。

圖1 控制臨界電流與波動電流示意圖

統(tǒng)計所有離合器的KISPOINT點，在point點油壓限值下，設(shè)定安全閾值，標定為顫震油壓值為0.3bar。

3.2 顫震油壓的實驗方法

但在試驗中，發(fā)現(xiàn)：由于電磁閥出口油壓隨控制電流的上升曲線與下降曲線存在一定的差別，且在換擋過程中，主油壓存在上下波動，顫震油壓也會隨主油壓的變化而變化。進而影響變速器整車標定。非工作離合器震顫壓力值受主油壓影響波動較大、且各變速器波動趨勢不同，造成振顫電流設(shè)定困難。故規(guī)定油壓震顫實驗過程為：①先將各離合器壓力調(diào)整為某標定值0.3bar，控制主油壓由最小值→最大值→最小值變化，離合器壓力隨主油壓壓力同趨勢變化，而后離合器壓力逐步恢復標定值電流（實際測量油壓值大于標定油壓值）；②將各離合器壓力調(diào)整為某標定電流下的標定油壓值，控制主油壓由最大值→最小值→最大值變化，而后離合器壓力逐步恢復標定電流（實際測量油壓值小于標定油壓值）。

3.3 某項目B樣件階段顫震壓力異常故障排查

3.3.1現(xiàn)象描述

依照3.1中試驗方法，在某項目A樣件狀態(tài)顫震壓力正常，但在B樣階段整車標定過程中發(fā)現(xiàn)，非工作離合器顫震壓力值受主油壓影響趨勢，與其他變速器變化趨勢相反。見下圖。

3.3.2生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)統(tǒng)計與過程能力分析

為調(diào)查影響VFS電磁閥顫震油壓的影響因素，對電磁閥相關(guān)尺寸，及與電磁閥配合的尺寸進行數(shù)據(jù)分析。首要影響因素為與電磁閥配合的閥體電磁閥孔徑。

利用Minitab對這個時間段所生產(chǎn)的閥體的C2孔徑進行生產(chǎn)過程能力分析，研究尺寸是否在公差范圍內(nèi)滿足正態(tài)分布，分析生產(chǎn)過程控制能力是否良好。統(tǒng)計結(jié)果見圖3，可見正態(tài)分布數(shù)據(jù)，均值穩(wěn)定，集中性較強，潛在能力與整體能力均較強，過程控制良好。

圖3 過程能力分析

圖4 C2電磁閥孔徑控制界限C圖

利用Minitab軟件通過對400容量的B樣機的C2電磁閥孔徑創(chuàng)建控制界限C圖，統(tǒng)計尺寸分布。圖中所示，在2017年9月1日至2017年10月11日所生產(chǎn)的電磁閥孔均偏上限，電磁閥孔與電磁閥的間隙偏大。

為驗證電磁閥孔與電磁閥的間隙偏大是否為影響C2離合器顫震油壓的因素，抽取此生產(chǎn)日期內(nèi)產(chǎn)品進行裝機試驗。

3.3.3試驗排查

經(jīng)過過程能力分析，發(fā)現(xiàn)C2電磁閥孔與電磁閥的間隙偏大。為驗證間隙是否為顫震壓力異常產(chǎn)生的原因，采用減小電磁閥的與閥體孔上下左右四側(cè)間隙進行試驗。實驗過程中發(fā)現(xiàn)，減小左側(cè)間隙、右側(cè)間隙及上側(cè)間隙均無法改善顫震壓力異?，F(xiàn)象。減小下側(cè)間隙時可改善壓力震顫的現(xiàn)象。由此可推測：油壓震顫的主要原因可能為電磁閥與電磁閥孔配合間隙過大。

圖5 某非工作離合器的油壓保持能力對比

3.3.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計

為進一步調(diào)查電磁閥與電磁閥孔的配合間隙如何，對確定表現(xiàn)良好樣機（A樣）與故障樣機（B樣）的閥體的電磁閥孔徑進行對比，對比結(jié)果見圖6。二者電磁閥孔徑存在明顯差異。由以上結(jié)果可分析導致B樣與A樣機性能差別較大的最有可能的因素為：孔徑過大，軸孔配合間隙過大，油壓保持能力下降，出現(xiàn)震顫異常。

圖6 良好樣機（A樣）與故障樣機（B樣）的電磁閥孔徑對比

3.3.5 調(diào)整樣件后顫震試驗結(jié)果

圖7

調(diào)整樣件后，顫震油壓正常，確認震顫油壓異常的原因為電磁閥與閥體電磁閥孔配合間隙過大。

4 總結(jié)與展望

保持非工作離合器的顫震油壓，是提升換擋速度與保證換擋平順性重要的控制策略之一。顫震油壓受主油壓影響波動較大，設(shè)計試驗過程時需考慮主油壓變化的影響。電磁閥與閥芯孔配合間隙為影響顫震油壓表現(xiàn)的重要因素之一。

本文積累了顫震壓力標定經(jīng)驗及液壓模塊故障調(diào)查經(jīng)驗。為提升車輛換擋質(zhì)量及駕駛體驗提供技術(shù)指導。提高換擋質(zhì)量，保證駕駛質(zhì)量、提高駕駛舒適性是未來所有乘用車動力總成不斷追求的目標。

[1] 金輝,葛安林,陳慧巖.汽車自動變速器技術(shù)的新發(fā)展[J].汽車技術(shù), 2007(2):1-4.

[2] 何忠波,白鴻柏.AMT技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機械學報, 2007,38(5):181-186.

[3] 趙東烈,飲臣.自動變速箱換擋特性研究[J].城市公共交通,2009,9.

Study on abnormal flutter pressure of VFS solenoid valve

Zhou Zhangxia, Li Hongyan, Li Binlong, Feng Shi, Bai Jing

( Harbin Dongan Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd. Harbin, HeilongJiang Harbin 150060 )

To improve gear-shifting quality, speed and smoothness should be considered. For automatic transmission, the strategy of precharge the non-working clutch with oil pressure, to maintain the non-working clutch chatter oil pressure, is one of the most important control strategies to improve gear-shifting speed. This paper describes that the process of calibrating the non-working clutch flutter, and the discovery of abnormal data in the calibration process. This article research the abnor -mal flutter pressure deeply in the aspects of experimental investigation and process control.

automatic transmission; clutch flutter; oil pressure; process capability analysis

U462

A

1671-7988(2019)07-172-03

周章遐，就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動機制造有限公司。

U462

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1671-7988(2019)07-172-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.057