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(fā)動機(jī)、變速器、電子手剎控制策略方面進(jìn)行分析，通過對控制策略的研究，制定了優(yōu)化方案，并經(jīng)過車輛的標(biāo)定和測試驗(yàn)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(jīng)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(jìn)行不斷的驗(yàn)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(fā)動機(jī)、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(yōu)化方案，并進(jìn)行驗(yàn)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(dāng)激活EPB開關(guān)按鈕對車輛進(jìn)行制動時，發(fā)動機(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題，首先對問題車輛進(jìn)行測試，并且使用INCA采集油門開度、車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(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。測試過程如圖1所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)油門為0，檔位在2檔，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在1020rpm，車速在12km/h時，激活電子手剎按鈕復(fù)現(xiàn)問題，發(fā)動機(jī)還是出現(xiàn)熄火現(xiàn)象。

在此過程中，參與控制交互的主要有發(fā)動機(jī)，變速器以及電子手剎。下面分別從發(fā)動機(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)信號變化等幾個方面進(jìn)行原因分析。

2.1 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩控制

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

圖1 熄火問題INCA測試圖

圖2 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩控制

之后，隨著車速的不斷下降，觸發(fā)了2擋降1擋的換擋點(diǎn)，變速器開始扭矩控制請求，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求時，ECU不會對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，而發(fā)動機(jī)的扭矩會跟隨變速器的扭矩請求。從測試數(shù)據(jù)中可以看出，此時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為620rpm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目標(biāo)怠速值，所以發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速維持目標(biāo)怠速，但是此時轉(zhuǎn)速已經(jīng)到達(dá)發(fā)動機(jī)熄火點(diǎn)450rpm，導(dǎo)致熄火。

從整體過程來看，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速扭矩控制沒有問題。

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)動機(jī)熄火是由于離合器未及時打開，發(fā)動機(jī)負(fù)載過大導(dǎo)致車輛熄火?，F(xiàn)在對變速器雙離合控制及離合器未打開的原因進(jìn)行分析。

圖3顯示了在該過程中離合器扭矩及離合器狀態(tài)變化，問題發(fā)生的檔位在2擋，此時離合器處于結(jié)合狀態(tài)，在檔的離合器扭矩為38Nm，當(dāng)車速到達(dá)2-1換擋點(diǎn)時，兩個離合器開始交叉互換，離合器變?yōu)榛顟B(tài)。從目前來看，離合器扭矩及狀態(tài)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(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(tài)。根據(jù)架構(gòu)定義，在該工況下，TCU僅接收這一個信號，離合器的狀態(tài)是根據(jù)EPB的狀態(tài)來變化的，因?yàn)镋PB信號無法正確反映拉手剎的狀態(tài)，所以導(dǎo)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(tài)控制

上文中已經(jīng)闡述了因?yàn)镋PB的狀態(tài)問題導(dǎo)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(tài)來分析，通過圖4的測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，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(tài)是Relesaed，并不是預(yù)想中的locked狀態(tài)，但是隨著車速的降低，EPB的狀態(tài)由Released變?yōu)閕n progress時，當(dāng)車速完全為零時，EPB的狀態(tài)信號才為locked。

圖4 EPB及ECD狀態(tài)

通過測試數(shù)據(jù)我們也發(fā)現(xiàn)，信號ECD的狀態(tài)卻能準(zhǔn)確地反映手剎開關(guān)的狀態(tài)。且與相關(guān)工程師確認(rèn)，當(dāng)車速不為零時，拉EPB開關(guān)進(jìn)行制動，信號ECD狀態(tài)有變化，當(dāng)車速為零時，拉電子手剎制動，信號EPB狀態(tài)才有變化。但是前期架構(gòu)開發(fā)設(shè)計(jì)時，變速器只接收EPB的狀態(tài)信號，并沒有接收ECD的狀態(tài)信號，因此導(dǎo)致低速行駛時拉電子手剎，離合器沒有及時打開，使得發(fā)動機(jī)負(fù)載增大轉(zhuǎn)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(fā)動機(jī)熄火的根本原因是當(dāng)發(fā)動機(jī)外來負(fù)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(fā)現(xiàn)處于項(xiàng)目的研發(fā)階段，所以對于此問題地解決提出了臨時優(yōu)化方案和最終解決方案。

1）臨時優(yōu)化方案：優(yōu)化TCU標(biāo)定參數(shù)，更改離合器打開的速率，提高打開離合器的轉(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EPB1_St_ECD，使TCU能第一時間接收來自整車的負(fù)載，及時切斷傳動鏈。

4 方案測試驗(yàn)證

在臨時優(yōu)化方案完成之后，為了驗(yàn)證該方案的效果，我們在問題車輛上進(jìn)行了相同工況的測試，在20次的測試中，有19次發(fā)動機(jī)都能保持車輛不熄火，降低了熄火的概率，驗(yàn)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(jìn)行了相同的測試，結(jié)果如圖5所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電子手剎激活，ECD狀態(tài)開始置位時，離合器由engaged狀態(tài)變?yōu)閟lipping，最后到完全打開，發(fā)動機(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)行了相同的測試，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(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(shí)現(xiàn)。

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

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

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

[4] 劉峰.汽車電子手剎制動系統(tǒng)EPB控制策略設(shè)計(jì)研究[J].時代汽車.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，就職于華晨汽車工程研究院傳動處。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.047

CLC NO.: U463.22+1.2