机械式AT变速器换挡过程标定系统设计

李孝军

摘 要：本文通过分析某款液力机械式自动变速器液压系统的工作原理，然后制作了变速器电控单元以及一系列的内容，然后通过百分之十五的油门开度下1档升2档标定作为例子，进行了实验。通过实验证明了标定系统的正确性。

关键词：机械式；AT变速器；换挡；标定系统

在换挡控制的过程中，自动变速器是十分重要的环节，必须要保证换挡的迅速、稳定以及没有冲力。由于在液力机械式自动变速器换挡过程中是两个离合器进行交互，期间要保证扭矩传递过度平稳，所以，当出现了极小的误差，也会出现比较明显的换挡冲力。为了能够有效的对换挡进行控制，同时使得经济性能、动力性能以及换挡平稳性能得到良好的保证，就要对变速器的电磁阀控制电流进行精确的控制，使得各个控制参数得到有效的保证。由于传统的标定系统没有办法对软件的工作情况进行监控，因此，就没有办法将信息反馈出来，所以，就会使得标定的盲目性比较大，工作效率较低，操作步骤也较为繁琐。为了能有效的提高标定的效率，在不停车的情况下，人机交互界面上的实时监控，对换挡中的开关电磁阀动作的时序以及电流的变化规律等进行修改。本文将通过对5速AT进行深入的研究和分析，对自动变速器换挡过程的标定系统进行标定。

一、AT变速器液压系统的简述

调节阀和主油路安全阀控制主油路油压，电磁阀和开关电磁阀是通过液压油的变档流入的，最后，通过对换挡制动对离合器的油压进行有效的调节，开关电磁阀对换向阀的工作位置进行控制，从而使得各个换挡离合器和换擋制动器进行充放油。变速器液压系统油路的示意图如图1所示。

开关电磁阀通过电磁阀的开启和闭合的响应时间，开关电磁阀从闭合到开启的时间在2.5毫秒左右，从开启到闭合的时间在2.7毫秒左右。比例电磁阀通过调节PWM信号的占空比

对工作的电流进行控制。比例电磁阀和工作电流可以近乎看成是线性关系。

二、标定系统设计

CAN的通讯性能良好，所以上机位采用高速USB-CAN卡，和TCU见的通讯设备，这样上机位就能够形成一个良好的实时通讯对油门开度以及车速等进行是实时的监控。

（一）标定系统中上下位机软件的设计

在标定程序中，操作系统主要是由电磁阀标定模块和加速器两个模块共同构成。在电磁阀标定模块中，会将比例电磁阀的目标电流和快关电磁阀的动作时序进行显示。采用加速器模块，可以采集电阻和电压信号随加速变化的数值，然后通过上位机，将其转化为加速度信号，实现上位机对整车的纵向加速度进行实时监控及显示。这样通过加速度信号使得将换挡中产生的冲击时刻实时的直观的反应出来，然后就能够迅速的定位到电磁阀标定的模块中，形成的冲击的电磁阀的相应的位置，这样就能够高效的将十字游标点设置为目标点，只要将相应的圆点拖动，就能够将下机位比例电磁阀目标电流和发动机限扭参数进行调整和修改。一般在不停车的情况下，测试的时间在十五秒到二十秒之间，就能够将数据的采集，数据的定位，数据的修改以及数据的保持顺利的完成。另外，通过Report Generation Toolkit模块和Lab VIEW模块就能够将实验表格自动形成，这样使得标定的效率大大的得到了提高。

三、实车实验结果

在试验的时候，将试验车辆控制在百分之十五的油门开度，在平直的柏油马路下由1档生2档，通过对换挡的过程进行在线标定。

在标定前的1档升2档中最大的冲击力达到了22.61m/s3，而且是在换挡过程中的前半段出现了冲击，这是由于换档过程中变速器的制动器结合的过早，使得减压调节阀的控制输出油压和SLU阀的电流形成反比，导致SLU阀的电流过小，从而形成了冲击。所以，在换当前可以适当的提高前阶段的SLU法的工作电流，这样使得制动器的结合油压降低，然后将SLS阀在制动器预充油的的时候将工作电流降低。

为了能够有效的提高工作的效率，将标定的关键点的参数进行调整，然后对单个的控制点进行小幅度的调整。因此，要将冲击点中对应的SLU阀位置上的3个关键点进行标定。将时间和范围调节到[-5ms，+5ms]，占空比的范围调节到[-5%，+5%]，然后将冲击度求出，取绝对值，将最大的冲击度作为参数的换挡品质评价指标。然后将120组试验的数据和插值进行汇总，如图2。

采用最优控制参数得到的实车试验数据如图3所示。从图中可知，变速器换挡最大冲击度为

8.34m/s，德国的冲击度推荐值为不超过10m/s，我国的冲击度推荐值为不超过17.62m/s，所以本文中对15%油门1升2挡的变速器标定过程是符合标准的。

四、结语

综上所述，通过对液压系统的结构进行深入的分析和研究，然后对标定系统软件的各个模块进行设计，在试验的过程中建立换挡品质和参数的控制两者之间进行调节分析。通过标定的1档升2档，开度油门的百分之十五将最大的冲击力度降低到了8.42m/s3，相比

较之下，降低情况较为明显，能够达到相应的国家标准和国际标准，使得这种标定系统具有科学性、合理性以及高效性，另外，在标定系统中，可以将其看做为一个开发的平台，不断的完善其他的性能，使得AT变速器换挡过程中更加的良好。

参考文献：

[1]赵鑫鑫，杨珏，张静等.液力自动变速器换挡过程的反演优化控制[J].农业工程学报，2016（z1）：27-33.

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