DCT离合器控制阀的台架标定试验研究

试 验测试 D C T离合器控制阀的台架标定试验研究 闰 涛 唐 忌 阚 浩 ( 中国第一汽车股份有限公司技术中心) 【 摘要】 利用标定工具在自动变速器试验台上进行了D C T 离合器控制阀的标定试验。分析了D C T离合器控制 系统 原理及其电液控制 阀的控制方 式和输 出特性 根据标 定对象搭建 了标定 系统试验 台 并介绍 了台架标定过程及 标定方法 。试验表明 通过标定可使 D C T离合器控制阀的控制效果达到最佳 。 主题词 ： D C T离合器控制阀标定 中图分类号 ： U 4 6 3 2 1 1 文献标识码 ： A 文章编号： 1 0 0 0 3 7 0 3 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 0 5 8 0 3 Be n c h Ca l i b r a t i o n Te s t a n d Re s e a r c h o n DCT Cl u t c h Co n t r o l Va l v e Ya n T a o ， T a n g J i ， Ka n Ha o ( C h i n a F AW C o ， L t d RD C e n t e r ) 【 A b s t r a c t C a l i b r a t i o n t e s t o f D C T c l u t c h c o n t r o l v a l v e i s p e r f o r me d o n A T t e s t b e n c h w i t h c a l i b r a t i o n t o o l s O p e r a t i n g p r i n c i p l e o f DC T c l u t c h c o n t r o l s y s t e m a n d c o n t r o l me o d a n d o u t p u t c h a r a c t e r i s t i c o f i t s p r o p o r t i o n a l p r e s s u r e v al v e a r e a n al y z e d ， a n d a c a l i b r a t i o n s y s t e m t e s t b e d i s c o n s t r u c t e d a c c o r d i n g t o c a l i b r a t i o n o b j e c t ， a n d t h e p r o c e s s a n d me t h o d o f b e n c h c a l i b r a t i o n a r e i n t r o d u c e d i n t h e p a p e r T e s t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h r o u g h c a l i b r a t i o n ， DC T c l u t c h c o n t r o l v a l v e c a n a c h i e v e t h e o p t i ma l c o n t r o l e f f e c t Ke y wo r d s ： DCT。 Cl u t c h c o n t r o l v a l v e ， Ca l i b r a t i o n 1 前言 双离合器 自动变速器( D C T ) 是一种结合 自动变 速 器 技 术 与手 动 变 速 器 技术 的新 型 自动 变 速 器 它兼 顾 了两者 的优 点 而 D C T离 合器 控制 系统 本身 的性能直接影响整车性能 离合器是传递扭矩的核 心功能部件其传递扭矩的能力与作用在离合器摩 擦片上的正压力成正比该正压力与离合器活塞缸 内的液体压力成正比而液体压力又是 由控制阀的 输出特性决定的。因此 离合器控制阀的压力控制 特性决定 了离合器系统性能 以双离合器系统的电液控制 阀为研究对象 对 电液控制阀的基础控制方法进行台架标定试验研究 。 2离合器 系统原理 某 D C T离合器系统原理如图 1 所示 ， 其主要 由 2个湿式离合器 、 电液控制阀( 阀 1 和阀 2 ) 及相关液 压管路组成 2个湿式离合器分别连接变速器的奇 数挡位和偶数挡位 阀 1 和阀 2分别控制奇数挡位 离合器和偶数挡离合器 在挂挡时，预先挂入 目标 挡位 通过离合器之间的切换实现挡位的变换 ， 因 一 5 8 一 此 ， D C T具有换挡迅速且动力不中断的特点 使得 整车具有 良好的动力性和燃油经济性。D C T离合器 采用的是液压控制， 液压压力控制采用电液控制阀2 1 ， 该阀适合进行精确的压力控制。 图 1 DC T离 合 器 系 统 原理 3电液控 制阀控制方式 离合器系统的电液控制阀采用电流 P WM控制13 1 并在 P WM 的控制波形 上又增加 了控制 电流振颤 ( d i t h e r ) 控制。 d i t h e r 的输 出主要由驱动单元实现， 这 样能够使电液控制 阀阀芯在对应工作位置上保持微 小振动 提高阀芯的响应速度， 使得控制压力稳定且 响应 更快 本 文 主要针 对 d i t h e r 的控 制方 式进 行 台 架标 定 ， 以达 到最好 的控制 效果 。d i t h e r 控制原 理见 图 2 主要是在 目标稳态电流基础上增加具有一定 汽车技术 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 试 验 测试 频率和一定幅值的高频振颤 电流 通过该方式使得 控制阀阀芯在 目标位置上保持微小运动 在设定新 的 目标位置时 控制阀能够迅速启动到达新的平衡 位置 。 从而提高离合器系统压力响应。 堰 d i t h e r 的参数设置( 频率和幅值) i n 表 1 所列 。 表 1 d i t h e r频 率 和 幅 值 设 置 d i t h e r 频率 Hz 5 0 7 5 1 0 7 1 2 5 1 5 0 1 8 7 2 5 0 1 2 0 8 0 5 6 4 8 4 0 3 2 2 4 2 4 0 1 6 0 l 1 2 9 6 8 0 6 4 4 8 3 60 2 40 1 68 1 4 4 1 20 9 6 72 3 2 0 2 2 4 1 9 2 1 6 0 1 2 8 9 6 2 8 0 2 4 0 2 o o 1 6 0 1 2 0 22 6 2 88 2 4 0 1 9 2 1 44 d i t h e r 幅值 mA 3 3 6 2 8 0 2 2 4 1 6 8 3 2 0 2 5 6 1 9 2 _ 28 8 21 6 32 0 2 40 2 64 2 8 8 31 2 4电液控 制阀输 出特性 电液控 制 阀的输 出特 性 如图 3所示 该 控制 阀 为电流输入 、控制压力输 出方式。因为控制阀的结 构特点 决定了在固定的驱动电流作用下压力输 出 会有定 的偏差 ， 这称之为控制 阀的压力迟滞 ， 所 以 该标定试验的 目的就是降低控制压力的迟滞 提高 压力 控 电流 ， A 图 3电液控制阀的输出特性曲线 2 0 1 3年第 8期 5标定试 验台及仪器 5 1 标 定 用试验 台 标定用试验台主要由输入电机 、 测功机、 变速器 油温控制器 、 样件装夹支架 、 数据采集系统等组成 ， 如图 4所示 其参数见表 2 输入电机及测功机采用 变频控制 具有 自动调节输出转速和输出扭矩功能 ： 变速器油温控制器可调节供油油量和温度 ：标定数 据采集平台主要用来采集变速器信息及传感器信 息， 并发出控制命令 在发生故障时， 该标定用试验 台具有 自动停机报警功能 图 4 标定用试验 台结构示意 表 2标定用试 验台主要设备的功能及参数 设备名称 功能 参数 作 为驱动设 备 主要 额定功率为 1 8 2 k W 输入 电机 用来模 拟发动 机 驱动 额定转速为 3 5 0 0 r mi n D C T工作 最大扭矩为 5 0 0 N m 作 为负载设 备 主要 额定功率为 2 4 2 k W 测功机 用于模 拟道路 负载 连 额定转 速为 7 0 0 r m i n 接 D C T输 出端 最大扭矩为 3 4 0 0 N m 变速器油温 用 于变 速 器 油 温 的 控 制 温度 范 围为 室 温 1 4 0 测量 精 度 控 制器 控制 为 5。 标定数据采 采 集 D C T变 速器 油 采集电压信号范围为 温信号 、压力信 号 、 电 5 - - 6 0 V 采集电流信号范 集平 台 围为 0 5 A 采集频率信 机转 速信号 、转矩信号 号范围为 o 1 0 0 0 0 H z 5 2 标 定用 仪器 标定用仪器主要为液压传感器 、 温度传感器 、 标 定工具等 ， 如表 3所列 。 表 3标定用仪器主要功能及参数 标定用仪器 型号 功能 参数 Ku l i t eXLT一 采 集 离 合 测 量 压 力 范 围 液压传感器 器 的 液压 压 为 0 3 5 b a r 精 度 1 9 0 M 一 3 5 B A R 力信号 为 0 0 1 b a r K型热电偶 采 集 液 压 温度传感器 油 的油 温 信 测 量 范 围 为0 WRP - I O 0 1 2 0 0 号 C A N C a s e X L 对 控 制 阀 U S B 2 0接 口 3 2 标定工具 驱 动 单 元 发 位 处 理器 6 4 MH 2 6 2 D J J O F 1 出控制命令 主频 一 59 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 试 验测 试 6 标定试验方法 针对每个电液控制阀进行驱动电流与实际输出 压力关系标定试验。试验时通过油温控制器控制变 速器油温为 6 0， 按照表 1中设置的 d i t h e r 参数值 在标定工具中设定一个频率和幅值，设定驱动电流 从 0开始以 0 1 A的步长阶越增加到 1 5 A 在每个 驱动电流下保持该驱动电流 0 5 S 达到 1 5 A时保 持 5 s ，然后再以 0 1 A的步长从 1 5 A降低到 0 试 验中驱动电流的设置如图 5所示 。利用数据采集仪 采集离合器的温度和压力值并记录。试验需要对表 1中的每个频率和幅值进行驱动电流与实际输 出压 力关系试验 最后将不同驱动电流下的实际输出压 力值记录下来 计算出压力的迟滞最大值 1 5 基 0 时间 s 图 5 驱动 电流设置 7 试验结果 试验结束后 ，将阀 1 和阀 2的压力迟滞最大值 参照 d i t h e r 表格对应位置记录下来， 如表 4所列。 按 照设计要求 离合器压力迟滞在 0 - 0 0 5 MP a内为较 好效果 ， 大于 0 1 MP a 则认为是不可接受的。 表 4压 力 迟滞 结 果 电液控制 阀 1 d i t h e r 频率 Hz 5 0 7 5 1 0 7 1 2 5 1 5 0 1 8 7 2 5 0 0 0 4 9 0 0 6 3 0 0 7 2 0 0 7 6 0 0 7 7 0 0 8 6 0 0 9 6 0 O 4 3 0 0 4 4 0 0 5 4 0 0 5 9 0 0 6 2 0 0 6 8 0 O 7 9 0 O 7 8 0 0 3 8 0 0 4 4 0 0 5 3 0 0 5 4 0 0 5 9 0 0 7 1 0 0 3 2 0 0 3 9 0 O 4 2 0 O 4 8 0 0 5 4 0 0 6 6 0 0 3 7 0 04 1 0 0 4 9 0 0 5 3 0 0 6 2 d i t l l e r 幅值 0 0 3 7 0 040 0 ， 0 4 7 0 0 5 0 0 0 5 9 对应 的压 力 迟滞最大值 0 0 3 9 0 0 4 3 0 049 0 0 5 7 MP a 0 0 4 2 0 0 4 7 0 0 5 6 0 0 49 0 O 58 0 0 4 4 0 0 5 2 0 0 5 2 0 05 0 0 04 9 6 0 一 电液控制阀 2 d i t h e r 频率 Hz 5 0 7 5 1 0 7 l 2 5 1 5 0 1 8 7 2 5 0 0 O 57 0 0 72 009 4 0O9 O 0 09 7 1 01 4 1 O1 3 0 O 4 3 0 0 5 8 0 0 7 3 0 0 8 7 0 0 8 5 1 0 0 7 1 0 0 5 0 0 4 7 O 0 4 8 0 0 61 0 0 7 0 0 0 7 5 0 0 7 8 1 0 0 2 0 0 4 5 0 0 5 3 0 0 5 9 0 0 6 7 0 0 7 7 0 0 91 O O 4 9 0 0 5 6 0 0 6 2 0 0 7 4 0 0 8 3 d i t h e r 幅值 0 0 4 9 0 0 5 6 0 0 6 2 0 0 7 3 0 0 8 3 对 应 的 压力 迟 滞 最 大 值 0 0 5l 0 0 5 7 0 0 6 8 0 0 8 0 MPa OO58 0 O6 2 0 07 4 006 2 0 08 2 0 0 5 7