自动变速器乘用车的高原标定试验方法

2021-08-28韩荣

汽车工艺师 2021年8期

韩荣

广东皓耘科技有限公司广东佛山 528000

中国汽车工业协会数据显示，2020年中国汽车销量达到2531.1万辆，连续12年蝉联全球第一位。我国拥有着世界上最广泛的高原地区，一般海拔在3000～5000m之间。因此，针对高原地区的特殊环境进行变速器标定，不仅能使其更好地适应高原地区的环境，同时还可提高车辆的经济性、可靠性，降低车辆在高原地区的污染物排放量。

试验条件

1.试验车辆

试验车辆必须具备车辆管理所申领的临时牌照或正式牌照，并随车携带车辆保险单。未公布上市的试验车辆需做好伪装和保密工作。试验车辆必须装备有拖车钩、拖车绳及灭火器等应急救援物品，应符合整车技术条件的要求。

2.载荷条件

标定过程中，载荷以五座车不超过4名乘客质量，七座车不超5名乘客质量为最佳条件。按照每位乘客体重加上行李的总质量75kg来配置载荷。

3.试验场地

我国常见的高原标定场所为青海格尔木－西大滩－昆仑山口、云南香格里拉和甘肃祁连山地区。

4.试验设备及备件

常见试验设备包括：移动电源、E TA S系列或CANape标定工具、故障诊断仪、温度传感器、转速传感器、万用表、搭铁线或户外应急电源、车载逆变器和工具箱等。

常见的试验备件主要包括：变速器润滑油、变速器液压油、机油、备用电池、发动机油底壳、车辆备胎和可标定开发的TCU若干等。

高原标定项目

1.静态常规标定试验

（1）冷起动试验在不同海拔高度（2000～5000m，下同），车辆静置8h以上，使发动机变速器的油水温度和环境温度平衡后，进行冷起动试验。需配合发动机保证车辆起动成功。如不能成功起动，且确定发动机没有任何问题的情况下，需对自动变速器油位及油品进行确认和优化。

（2）静态挡位操作在不同海拔高度，冷起动成功后且发动机转速保持稳定后，即可在不同变速器油温区间下进行换挡操作，评估其静态换挡质量，要求与平原地区状态一致。

（3）变速器失速试验液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮等组成，安装在发动机和变速器之间，以液压油为工作介质，起传递转矩、变矩、变速及离合的作用。液力变矩器在泵轮转速一定的情况下，涡轮转矩随其转速变化的规律，即变矩器特性。其特性一般由三个参数来表征。

1）转速比i。液力变矩器的转速比指的是涡轮输出转速与泵轮转速之比。

2）转矩比K。液力变矩器的转矩比指的是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩之比。当i=0时，K值最大，称为最大转矩比，也称失速比。

3）传递效率。液力变矩器的传递效率指的是输出轴功率（涡轮轴功率）与输入轴功率（泵轮轴功率）之比。

在不同海拔高度下，整车充分热机且发动机转速保持稳定后，在不同变速器油温区间进行液力变矩器失速试验，检测其特性。按如下的操作方法进行：换挡杆置于D/R挡，左脚踩住刹车，右脚节气门到底。每次操作不超过5s，将挡位切换为N挡后怠速1min后继续进行。每个挡位做3次取平均值，试验过程中应时刻监测变速器油温，一旦油温过高，立即停止试验。由于试验具有一定的危险性，因此应保证车辆前后空旷无人，前后轮安装挡块。

该试验应分别在空调关闭和打开的情况下进行，通过实测发动机转速和转矩数据（见表1、图1），根据已知的液力变矩器能容系数31.9，计算出液力变矩器的传递转矩。优化标定参数使传递转矩在发动机转矩的±5%范围内。

表1 实测发动机转速和转矩数据（空调关闭）

图1 实测发动机转速和转矩示意

2.动态常规标定试验

（1）TCU自学习试验不同海拔高度，首次试验前需对TCU各节气门下换挡质量进行自学习（见图2）。操作方法：变速器油温在80℃左右，以每10%节气门为一个台阶，10%～100%节气门开度等节气门加速至当前节气门能达到的最高车速（需低于当前道路的限速上限）。反复多次操作，TCU根据每次换挡过程中的换挡时间及涡轮转速变化率进行换挡数据的自学习，直到取得较好的换挡质量为止。

图2 TCU自学习

（2）Normal模式下的换挡曲线图标定试验不同海拔高度，变速器油温在80℃左右，按10%～100%节气门开度，每10%为一个台阶进行自动换挡功能测试。在每个节气门下达到其能达到的最高挡位并锁止后丢节气门自动降挡；变速器油温在80℃左右，100%节气门车速提高到40km/h，松开节气门滑行至20km/h，在全节气门加速至50km/h，松开节气门滑行至30km/h，反复操作直到最高车速（需低于当前道路的限速上限），从而实现加油升挡、减油升挡、加油降挡、减油降挡的综合工况，同时对换挡及锁止质量进行验证。某车型高原换挡曲线如图3所示。

图3 某车型高原换挡曲线

（3）Sport模式的换挡曲线图标定试验试验过程中对不同海拔高度Sport模式下的换挡曲线图及锁止曲线图进行验证和标定。操作方法同Normal模式。

（4）手动模式的换挡曲线图标定试验在不同海拔高度，对不同节气门下手动升挡和降挡操作、定转速手动升降挡、全节气门自动升挡保护功能验证、滑行时低转速自动降挡保护功能及Kickdown自动降挡功能的验证。测试过程中关注换挡点转速、锁止转速及换挡过程转矩跟随情况，同时对换挡及锁止质量进行验证。

（5）坡道模式的换挡曲线图标定试验在不同海拔高度，对坡道模式的激活与解除条件进行验证和优化，在路况允许的情况下对40～100 km/h车速段的定车速爬坡及坡道加速工况进行测试，并对坡道模式的换挡曲线及锁止曲线进行验证和标定。要求在实际坡道驾驶过程中没有频繁换挡现象，也没有降挡过于积极导致不舒适的现象。

（6）空挡控制功能试验在不同海拔高度，整车热机后，在D挡踩住制动后的空挡控制功能进行测试，松制动后分别在不同的节气门下加速行驶。对不同操作下的空挡控制进入及退出信号，进入及退出时的转速波动，起步时的冲击进行标定，对异常情况进行优化分析处理。

3.整车动力性标定试验

不同海拔高度，在平直安全的道路，在保证安全行车的前提下，进入0～100km/h的全节气门加速试验、40～60km/h超车试验等工况，分析其加速时间并与平原工况进行比对。若达不到预期效果，则需要重新优化换挡标定。

4.特殊工况试验

（1）误操作试验在车辆正常行驶过程中，进行D-R或R-D挡位切换试验。若出现车辆熄火现象，需要限制挡位切换的最高允许车速。

（2）紧急制动防熄火试验在道路允许的安全车速下行驶，液力变矩器锁止的情况下，每隔一定的车速进行紧急制动，例如每个速度区间为10km/h。要求在制动过程中，不会因为TCU锁止造成车辆熄火的情况发生，试验一般从低速开始，逐渐增加车速。

5.环境适应性试验

（1）市区适应性试验对各驾驶模式在市区工况下进行实车道路试验，包括红绿灯前的停止及起步工况，拥堵交通下的频繁起步停车和低速行驶，车辆右拐及调头，以及特殊情况下的紧急制动和避让等工况，实时记录车辆行驶中的数据，发现问题进行记录和优化标定。

（2）市郊适应性试验对各驾驶模式在郊区工况下进行实车道路试验，包括可能遇到的水泥路、乡村泥土路、山路甚至坏路等，长时间中高车速行驶，实时记录车辆行驶中的数据，发现问题进行记录和优化标定。对于具备定速巡航功能的车辆，在保障安全的前提下，测试定速巡航最小进入车速及最高允许车速，定速巡航进入及退出条件，虚拟节气门和实际节气门的交互作用，坡道车速的自动保持功能及每次手动操作的最小速度段等，必要时和EMS联合标定。

（3）高速适应性试验对各驾驶模式在高速公路上进行实车道路试验，包括至少一个小时的高速路行驶，车速应该覆盖80～120km/h，包括闸道进入服务区及从服务区汇入高速路等工况，试验过程中严格遵守交通规则，实时记录车辆行驶中的数据，发现问题进行记录和优化标定。对于定速巡航功能标定测试方法，见市郊适应性试验。