某自动变速器车型熄火问题分析及解决

葛玉霞

某自动变速器车型熄火问题分析及解决

葛玉霞

（华晨汽车工程研究院传动处，辽宁 沈阳 110141）

文章以某自动变速器车型熄火问题为研究案例，研究使用电子手刹的车辆，从发动机、变速器、电子手刹控制策略方面进行分析，通过对控制策略的研究，制定了优化方案，并经过车辆的标定和测试验证方案的可行性。

自动变速器；熄火；电子手刹

前言

随着汽车电子化程度越来越高，人们在享受电子化便捷的同时，经常也会遇到很多问题，尤其对于各电子控制器之间信号接口的匹配，更是需要进行不断的验证。

本文主要针对某自动挡车型在低速行驶过程中激活电子手刹按钮时车辆熄火的问题，通过对发动机、变速器及电子手刹在该过程中控制功能策略的研究，提出优化方案，并进行验证。

1 问题描述

某自动挡车型在以10km/h左右的车速低速行驶时，当激活EPB开关按钮对车辆进行制动时，发动机出现异常熄火现象。

2 原因分析

为了从根本上摸清解决问题，首先对问题车辆进行测试，并且使用INCA采集油门开度、车速、发动机转速、发动机扭矩、变速器档位、离合器扭矩、离合器状态、EPB的状态、加速度等相关信号。测试过程如图1所示，发现当油门为0，档位在2档，发动机转速在1020rpm，车速在12km/h时，激活电子手刹按钮复现问题，发动机还是出现熄火现象。

在此过程中，参与控制交互的主要有发动机，变速器以及电子手刹。下面分别从发动机转速扭矩控制，变速器离合器控制，EPB电子手刹的状态信号变化等几个方面进行原因分析。

2.1 发动机转速扭矩控制

低速行驶激活EPB按钮导致发动机熄火，所以我们先来分析一下该过程中发动机转速和扭矩的表现，如图2所示。通过测试数据我们发现，加速度开始下降时，发动机转速变化并不明显，呈缓慢下降趋势，随着外来负载的不断增大，发动机转速开始明显下降并且低于目标怠速850rpm，此时发动机扭矩开始上升，在此过程中，发动机怠速遵循PID控制，转速下降，扭矩上升，至此发动机扭矩控制没有问题。

图1 熄火问题INCA测试图

图2 发动机转速扭矩控制

之后，随着车速的不断下降，触发了2挡降1挡的换挡点，变速器开始扭矩控制请求，根据ECU和TCU扭矩交互的控制策略，一般工况下，当变速器有扭矩控制请求时，ECU不会对发动机转速进行控制，而发动机的扭矩会跟随变速器的扭矩请求。从测试数据中可以看出，此时发动机转速为620rpm,远远低于目标怠速值，所以发动机的指示扭矩并没有跟随变速器的请求扭矩，而是大于请求扭矩用于提升发动机转速维持目标怠速，但是此时转速已经到达发动机熄火点450rpm，导致熄火。

从整体过程来看，发动机的转速扭矩控制没有问题。

2.2 变速器离合器控制

根据故障发生的条件及变速器双离合的特性，初步判断发动机熄火是由于离合器未及时打开，发动机负载过大导致车辆熄火。现在对变速器双离合控制及离合器未打开的原因进行分析。

图3显示了在该过程中离合器扭矩及离合器状态变化，问题发生的档位在2挡，此时离合器处于结合状态，在档的离合器扭矩为38Nm，当车速到达2-1换挡点时，两个离合器开始交叉互换，离合器变为滑膜状态。从目前来看，离合器扭矩及状态都符合正常刹车降档的控制逻辑。

那么为什么在激活电子手刹的时候，离合器没有及时打开呢？通过多次测试及对数据的分析，我们发现当拉电子手刹制动时，代表电子手刹的信号EPB1_St_EPB并没有变化，一直是释放状态。根据架构定义，在该工况下，TCU仅接收这一个信号，离合器的状态是根据EPB的状态来变化的，因为EPB信号无法正确反映拉手刹的状态，所以导致离合器未能及时打开。

图3 离合器控制

2.3 电子手刹状态控制

上文中已经阐述了因为EPB的状态问题导致离合器未能及时打开，下面再对整个过程中EPB电子手刹的状态来分析，通过图4的测试数据发现，车辆纵向加速度开始下降的时刻，就是拉电子手刹的时刻，但此时EPB的信号状态是Relesaed，并不是预想中的locked状态，但是随着车速的降低，EPB的状态由Released变为in progress时，当车速完全为零时，EPB的状态信号才为locked。

图4 EPB及ECD状态

通过测试数据我们也发现，信号ECD的状态却能准确地反映手刹开关的状态。且与相关工程师确认，当车速不为零时，拉EPB开关进行制动，信号ECD状态有变化，当车速为零时，拉电子手刹制动，信号EPB状态才有变化。但是前期架构开发设计时，变速器只接收EPB的状态信号，并没有接收ECD的状态信号，因此导致低速行驶时拉电子手刹，离合器没有及时打开，使得发动机负载增大转速下降直至熄火。

3 问题解决方案

通过上面控制策略的展开分析，我们找到了发动机熄火的根本原因是当发动机外来负载增大时，作为传递的离合器并未第一时间接收到正确的反馈。考虑到问题的发现处于项目的研发阶段，所以对于此问题地解决提出了临时优化方案和最终解决方案。

1）临时优化方案：优化TCU标定参数，更改离合器打开的速率，提高打开离合器的转速点。降低该工况熄火的概率。

2）最终解决方案：更改TCU的软件，增加接收信号EPB1_St_ECD，使TCU能第一时间接收来自整车的负载，及时切断传动链。

4 方案测试验证

在临时优化方案完成之后，为了验证该方案的效果，我们在问题车辆上进行了相同工况的测试，在20次的测试中，有19次发动机都能保持车辆不熄火，降低了熄火的概率，验证临时方案具有一定的效果。

最终方案软件释放后，我们又进行了相同的测试，结果如图5所示，发现当电子手刹激活，ECD状态开始置位时，离合器由engaged状态变为slipping，最后到完全打开，发动机转速维持怠速稳定。

图5 离合器状态变化图

为了对该方案进行充分的验证，我们又在R挡及高海拔区域进行了相同的测试，发现发动机均能维持怠速稳定，验证了方案的可行性。

5 结论

本文通过对带有电子手刹自动挡车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，控制器之间的信号交互更需要很好的匹配，这样才能保证各功能的完美实现。

[1] 李儒龙,张春娇,沈波等.某自动挡车型制动前窜故障分析与改进[J].汽车技术.2014年01期.

[2] 罗贤虎,涂安全.双离合器自动变速箱半结合点标定方法研究[J].汽车实用技术,2017(17):34-37.

[3] 佚名.双离合器自动变速器换挡控制策略研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2015(34):155.

[4] 刘峰.汽车电子手刹制动系统EPB控制策略设计研究[J].时代汽车.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，就职于华晨汽车工程研究院传动处。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.047

CLC NO.: U463.22+1.2