某自動(dòng)變速器車(chē)型熄火問(wèn)題分析及解決

葛玉霞

某自動(dòng)變速器車(chē)型熄火問(wèn)題分析及解決

葛玉霞

（華晨汽車(chē)工程研究院傳動(dòng)處，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

文章以某自動(dòng)變速器車(chē)型熄火問(wèn)題為研究案例，研究使用電子手剎的車(chē)輛，從發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、電子手剎控制策略方面進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)控制策略的研究，制定了優(yōu)化方案，并經(jīng)過(guò)車(chē)輛的標(biāo)定和測(cè)試驗(yàn)證方案的可行性。

自動(dòng)變速器；熄火；電子手剎

前言

隨著汽車(chē)電子化程度越來(lái)越高，人們?cè)谙硎茈娮踊憬莸耐瑫r(shí)，經(jīng)常也會(huì)遇到很多問(wèn)題，尤其對(duì)于各電子控制器之間信號(hào)接口的匹配，更是需要進(jìn)行不斷的驗(yàn)證。

本文主要針對(duì)某自動(dòng)擋車(chē)型在低速行駛過(guò)程中激活電子手剎按鈕時(shí)車(chē)輛熄火的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器及電子手剎在該過(guò)程中控制功能策略的研究，提出優(yōu)化方案，并進(jìn)行驗(yàn)證。

1 問(wèn)題描述

某自動(dòng)擋車(chē)型在以10km/h左右的車(chē)速低速行駛時(shí)，當(dāng)激活EPB開(kāi)關(guān)按鈕對(duì)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異常熄火現(xiàn)象。

2 原因分析

為了從根本上摸清解決問(wèn)題，首先對(duì)問(wèn)題車(chē)輛進(jìn)行測(cè)試，并且使用INCA采集油門(mén)開(kāi)度、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、變速器檔位、離合器扭矩、離合器狀態(tài)、EPB的狀態(tài)、加速度等相關(guān)信號(hào)。測(cè)試過(guò)程如圖1所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)油門(mén)為0，檔位在2檔，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1020rpm，車(chē)速在12km/h時(shí)，激活電子手剎按鈕復(fù)現(xiàn)問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機(jī)還是出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。

在此過(guò)程中，參與控制交互的主要有發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器以及電子手剎。下面分別從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩控制，變速器離合器控制，EPB電子手剎的狀態(tài)信號(hào)變化等幾個(gè)方面進(jìn)行原因分析。

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩控制

低速行駛激活EPB按鈕導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，所以我們先來(lái)分析一下該過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的表現(xiàn)，如圖2所示。通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)，加速度開(kāi)始下降時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化并不明顯，呈緩慢下降趨勢(shì)，隨著外來(lái)負(fù)載的不斷增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)始明顯下降并且低于目標(biāo)怠速850rpm，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩開(kāi)始上升，在此過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速遵循PID控制，轉(zhuǎn)速下降，扭矩上升，至此發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制沒(méi)有問(wèn)題。

圖1 熄火問(wèn)題INCA測(cè)試圖

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩控制

之后，隨著車(chē)速的不斷下降，觸發(fā)了2擋降1擋的換擋點(diǎn)，變速器開(kāi)始扭矩控制請(qǐng)求，根據(jù)ECU和TCU扭矩交互的控制策略，一般工況下，當(dāng)變速器有扭矩控制請(qǐng)求時(shí)，ECU不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，而發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩會(huì)跟隨變速器的扭矩請(qǐng)求。從測(cè)試數(shù)據(jù)中可以看出，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為620rpm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目標(biāo)怠速值，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的指示扭矩并沒(méi)有跟隨變速器的請(qǐng)求扭矩，而是大于請(qǐng)求扭矩用于提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持目標(biāo)怠速，但是此時(shí)轉(zhuǎn)速已經(jīng)到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火點(diǎn)450rpm，導(dǎo)致熄火。

從整體過(guò)程來(lái)看，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速扭矩控制沒(méi)有問(wèn)題。

2.2 變速器離合器控制

根據(jù)故障發(fā)生的條件及變速器雙離合的特性，初步判斷發(fā)動(dòng)機(jī)熄火是由于離合器未及時(shí)打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大導(dǎo)致車(chē)輛熄火?，F(xiàn)在對(duì)變速器雙離合控制及離合器未打開(kāi)的原因進(jìn)行分析。

圖3顯示了在該過(guò)程中離合器扭矩及離合器狀態(tài)變化，問(wèn)題發(fā)生的檔位在2擋，此時(shí)離合器處于結(jié)合狀態(tài)，在檔的離合器扭矩為38Nm，當(dāng)車(chē)速到達(dá)2-1換擋點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)離合器開(kāi)始交叉互換，離合器變?yōu)榛顟B(tài)。從目前來(lái)看，離合器扭矩及狀態(tài)都符合正常剎車(chē)降檔的控制邏輯。

那么為什么在激活電子手剎的時(shí)候，離合器沒(méi)有及時(shí)打開(kāi)呢？通過(guò)多次測(cè)試及對(duì)數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)拉電子手剎制動(dòng)時(shí)，代表電子手剎的信號(hào)EPB1_St_EPB并沒(méi)有變化，一直是釋放狀態(tài)。根據(jù)架構(gòu)定義，在該工況下，TCU僅接收這一個(gè)信號(hào)，離合器的狀態(tài)是根據(jù)EPB的狀態(tài)來(lái)變化的，因?yàn)镋PB信號(hào)無(wú)法正確反映拉手剎的狀態(tài)，所以導(dǎo)致離合器未能及時(shí)打開(kāi)。

圖3 離合器控制

2.3 電子手剎狀態(tài)控制

上文中已經(jīng)闡述了因?yàn)镋PB的狀態(tài)問(wèn)題導(dǎo)致離合器未能及時(shí)打開(kāi)，下面再對(duì)整個(gè)過(guò)程中EPB電子手剎的狀態(tài)來(lái)分析，通過(guò)圖4的測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，車(chē)輛縱向加速度開(kāi)始下降的時(shí)刻，就是拉電子手剎的時(shí)刻，但此時(shí)EPB的信號(hào)狀態(tài)是Relesaed，并不是預(yù)想中的locked狀態(tài)，但是隨著車(chē)速的降低，EPB的狀態(tài)由Released變?yōu)閕n progress時(shí)，當(dāng)車(chē)速完全為零時(shí)，EPB的狀態(tài)信號(hào)才為locked。

圖4 EPB及ECD狀態(tài)

通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)我們也發(fā)現(xiàn)，信號(hào)ECD的狀態(tài)卻能準(zhǔn)確地反映手剎開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。且與相關(guān)工程師確認(rèn)，當(dāng)車(chē)速不為零時(shí)，拉EPB開(kāi)關(guān)進(jìn)行制動(dòng)，信號(hào)ECD狀態(tài)有變化，當(dāng)車(chē)速為零時(shí)，拉電子手剎制動(dòng)，信號(hào)EPB狀態(tài)才有變化。但是前期架構(gòu)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，變速器只接收EPB的狀態(tài)信號(hào)，并沒(méi)有接收ECD的狀態(tài)信號(hào)，因此導(dǎo)致低速行駛時(shí)拉電子手剎，離合器沒(méi)有及時(shí)打開(kāi)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增大轉(zhuǎn)速下降直至熄火。

3 問(wèn)題解決方案

通過(guò)上面控制策略的展開(kāi)分析，我們找到了發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的根本原因是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)外來(lái)負(fù)載增大時(shí)，作為傳遞的離合器并未第一時(shí)間接收到正確的反饋。考慮到問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)處于項(xiàng)目的研發(fā)階段，所以對(duì)于此問(wèn)題地解決提出了臨時(shí)優(yōu)化方案和最終解決方案。

1）臨時(shí)優(yōu)化方案：優(yōu)化TCU標(biāo)定參數(shù)，更改離合器打開(kāi)的速率，提高打開(kāi)離合器的轉(zhuǎn)速點(diǎn)。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(hào)EPB1_St_ECD，使TCU能第一時(shí)間接收來(lái)自整車(chē)的負(fù)載，及時(shí)切斷傳動(dòng)鏈。

4 方案測(cè)試驗(yàn)證

在臨時(shí)優(yōu)化方案完成之后，為了驗(yàn)證該方案的效果，我們?cè)趩?wèn)題車(chē)輛上進(jìn)行了相同工況的測(cè)試，在20次的測(cè)試中，有19次發(fā)動(dòng)機(jī)都能保持車(chē)輛不熄火，降低了熄火的概率，驗(yàn)證臨時(shí)方案具有一定的效果。

最終方案軟件釋放后，我們又進(jìn)行了相同的測(cè)試，結(jié)果如圖5所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電子手剎激活，ECD狀態(tài)開(kāi)始置位時(shí)，離合器由engaged狀態(tài)變?yōu)閟lipping，最后到完全打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持怠速穩(wěn)定。

圖5 離合器狀態(tài)變化圖

為了對(duì)該方案進(jìn)行充分的驗(yàn)證，我們又在R擋及高海拔區(qū)域進(jìn)行了相同的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)均能維持怠速穩(wěn)定，驗(yàn)證了方案的可行性。

5 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)帶有電子手剎自動(dòng)擋車(chē)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(hào)交互更需要很好的匹配，這樣才能保證各功能的完美實(shí)現(xiàn)。

[1] 李儒龍,張春嬌,沈波等.某自動(dòng)擋車(chē)型制動(dòng)前竄故障分析與改進(jìn)[J].汽車(chē)技術(shù).2014年01期.

[2] 羅賢虎,涂安全.雙離合器自動(dòng)變速箱半結(jié)合點(diǎn)標(biāo)定方法研究[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2017(17):34-37.

[3] 佚名.雙離合器自動(dòng)變速器換擋控制策略研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2015(34):155.

[4] 劉峰.汽車(chē)電子手剎制動(dòng)系統(tǒng)EPB控制策略設(shè)計(jì)研究[J].時(shí)代汽車(chē).2016.000(001):53-54.

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(chē)工程研究院傳動(dòng)處。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.047

CLC NO.: U463.22+1.2