一種基于NEDC工況的雙離合器自動(dòng)變速箱動(dòng)態(tài)傳動(dòng)效率測(cè)試方法

劉春峰，葛宗強(qiáng)，葉文俊，李向兵，劉佃濤

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

關(guān)于變速器的傳動(dòng)效率測(cè)試，在汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《QC/T 1056-2017汽車雙離合器自動(dòng)變速器總成技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》中有所要求，變速器綜合傳動(dòng)效率按溫度為90℃、發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速和最大扭矩條件下進(jìn)行測(cè)試，以變速器最高的三個(gè)檔位的傳動(dòng)效率平均數(shù)表征[1]。該指標(biāo)僅僅考察變速箱單體效率好壞，無(wú)法表征其在動(dòng)力總成匹配中的水平。整車實(shí)際行駛中，變速箱往往處于加減速的非穩(wěn)定狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速和扭矩與車輛匹配有關(guān)。

根據(jù)NEDC綜合工況仿真分析：變速箱傳動(dòng)效率每提高1%，車輛綜合油耗降低0.95%，故提高變速器效率對(duì)降低整車油耗有顯著的影響[2]。

本文旨在基于NEDC工況，利用輸入電機(jī)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試變速箱動(dòng)態(tài)傳動(dòng)效率。

1 NEDC工況

GB18352中NEDC工況是整車油耗試驗(yàn)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)、具有市場(chǎng)實(shí)際行駛的代表性[3]，一個(gè)NEDC工況循環(huán)（共1180s）由4個(gè)城區(qū)工況與1個(gè)郊區(qū)工況組成，工況曲線如圖1。

圖1 NEDC循環(huán)工況示意圖

2 測(cè)試系統(tǒng)

AVL三電機(jī)變速器試驗(yàn)臺(tái)作為較成熟穩(wěn)定的變速箱臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)備，在汽車廠家試驗(yàn)設(shè)備中占有率較高，在變速箱試驗(yàn)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證過(guò)程中應(yīng)用廣泛。臺(tái)架設(shè)備簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2：

圖2 AVL臺(tái)架設(shè)備簡(jiǎn)圖

驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流永磁電機(jī)，具有體積小、慣量低的特點(diǎn)，可以精確模擬發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線、慣量，而且可以精確測(cè)量（扭矩采集精度0.03%FS、扭矩控制精度0.1%FS、轉(zhuǎn)速控制/采集精度±1rpm）。

同時(shí)其臺(tái)架控制系統(tǒng)可以模擬整車邊界條件（如整車滑行阻力、整車CAN通訊）。

3 控制系統(tǒng)參數(shù)編輯

系統(tǒng)參數(shù)SYS編輯：導(dǎo)入整車CAN通訊協(xié)議文件，依據(jù)CAN通訊列表定義輸入/輸出信號(hào)，使臺(tái)架與變速箱實(shí)現(xiàn)CAN通訊連接。

從圖1中可以看出，由于轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及載頻的不同，所得到的重構(gòu)結(jié)果δk,n的幅度大小會(huì)有所差異，但是由于觀測(cè)的目標(biāo)相同，因而所重構(gòu)的方位向散射點(diǎn)位置信息相同.這一特性可以在重構(gòu)過(guò)程中加以利用，從而提高重構(gòu)的精度.

測(cè)試對(duì)象參數(shù)UUT編輯：在ECT里輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)（包括最大輸出扭矩、最大輸出轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)速度、怠速速度、額定轉(zhuǎn)速、額定扭矩、額定功率等）；在LTC按照格式要求輸入發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線（不同轉(zhuǎn)速、油門開(kāi)度下的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩），驅(qū)動(dòng)電機(jī)在整車控制模式下可模擬此特性曲線；在 VEH里依據(jù)《整車及動(dòng)力總成關(guān)鍵參數(shù)表》輸入整車參數(shù)信息，包括整車布置形式、變速箱形式、整車重量、最高車速、最大爬坡度、輪胎滾動(dòng)半徑、輪胎數(shù)量、前輪距、后輪距、軸距、額定加速能力、前/后輪載荷分布比值、整車道路滑行阻力等。

試驗(yàn)循環(huán)參數(shù)TST編輯：設(shè)定臺(tái)架檔位為D擋、控制模式為坡度/車速控制模式，輸入NEDC工況中速度、時(shí)間變化工況序列[3]。

4 測(cè)試過(guò)程及數(shù)據(jù)處理分析

4.1 測(cè)試過(guò)程

將變速器安裝到臺(tái)架，變速器安裝角度與整車安裝角度一致，連接左、右驅(qū)動(dòng)半軸到負(fù)載電機(jī)上。

臺(tái)架加載SYS、UUT、TST參數(shù)進(jìn)入MANUAL（手動(dòng)操作狀態(tài)），啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將變速箱油溫升至整車熱機(jī)溫度。

點(diǎn)擊“AUTOMATIC”按鈕，臺(tái)架進(jìn)入自動(dòng)操作狀態(tài)，測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行TST參數(shù)NEDC工況序列。

試驗(yàn)過(guò)程中使用外接冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制變速箱油溫在整車熱機(jī)溫度±3℃范圍內(nèi)；并全、單位 rpm程采集記錄變速箱左輸出端扭矩（T左端輸出、單位Nm）、右輸出端扭矩（T右端輸出、單位Nm）、輸入端扭矩（T輸入、單位Nm）、左輸出端轉(zhuǎn)速（n左端輸出、單位 rpm）、右輸出端轉(zhuǎn)速（n右端輸出、單位rpm）、輸入端轉(zhuǎn)速（n輸入、單位rpm），為保證數(shù)據(jù)有效性和提高試驗(yàn)精度，設(shè)定其采樣頻率100Hz；分別采集三組工況數(shù)據(jù)。

4.2 試驗(yàn)處理分析

導(dǎo)出臺(tái)架記錄的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：

P輸入—變速箱單個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)輸入功率

P輸出—變速箱單個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)輸出功率

f —信號(hào)采樣頻率

Q輸入—變速箱輸入總能量

Q輸出—變速箱輸出總能量

ηNEDC—變速箱NEDC工況動(dòng)態(tài)傳動(dòng)效率

4.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1：

表1 NEDC工況動(dòng)態(tài)傳動(dòng)效率試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

本文在三電機(jī)變速器綜合性能試驗(yàn)臺(tái)上基于NEDC工況實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力總成中雙離合器自動(dòng)變速器動(dòng)態(tài)傳動(dòng)效率測(cè)試，為整車動(dòng)力總成經(jīng)濟(jì)性匹配仿真結(jié)果提供了測(cè)試方法，為動(dòng)力總成匹配優(yōu)化提供參考。