DCT整車換擋質量客觀評估測試分析

葛宗強，李向兵，楊偉龍，劉佃濤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

DCT整車換擋質量客觀評估測試分析

葛宗強，李向兵，楊偉龍，劉佃濤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

搭載DCT自動變速箱的整車換擋質量決定于TCU控制軟件的完善性和整車駕駛性標定，最終狀態的車輛需要經專業人員評估合格后才能上市。因此在整車開發后期，全面客觀地評估換擋質量的工作顯得非常重要。本文介紹一種自主搭建的客觀評估測試系統和評估測試方法，評估人員可借助此套系統，依據測試方法從客戶的角度對車輛進行客觀評估。

DCT自動變速箱；換擋質量；客觀評估系統

CLC NO.:U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-119-04

引言

隨著汽車用戶對駕駛體驗需求的提高，自動擋車型存在較大需求，DCT車型將會有較大增長空間。近年，DCT在國內發展迅速。自主品牌中的比亞迪全系搭載DCT，其他主機廠也在積極研制DCT，并逐步搭載相應的車型；在合資品牌中，除大眾集團外，現代、通用、本田等主流合資廠商也開始普及DCT。

DCT整車的換擋質量是整車駕駛性中一項非常重要的性能，體現整車品質。由于換擋質量與駕乘人員的主觀感受和心理期望等因素關聯，影響駕乘人員對汽車換擋感的滿意度，從而使得換擋評估工作變得復雜。完全依靠主觀評估缺乏可信度，應該以主觀和客觀相結合的方式來進行換擋質量的評估工作，力求全面客觀地評估被測車輛的換擋性能。

1、評估方法

1.1 試驗系統搭建

1.1.1 試驗設備

通過安裝加速度傳感器、觸發開關和采集換擋過程中整車相關的CAN信號相關數據，并計算出相應的換擋特性指標值，繪制趨勢圖，以此量化換擋質量特性參數。

數據采集設備分三塊，模擬量、數字量和CAN信號采集模塊。模擬量模塊主要采集振動加速度信號、數字量采集模塊采集觸發開關信號、CAN模塊采集整車中動力總成相關的信號。這里選擇NI公司的cDAQ數據采集機箱NI-USB-9174，配合C系列數據采集板卡來組建基本的數據采集系統，同時將部分采集的CAN信號（如車速、檔位、發動機轉速、油門踏板開度等）通過視頻信號傳輸到顯示屏上，便于駕駛員觀看實時的車輛信息，有助于駕駛工況的操作。

圖1 數據采集系統示意圖

試驗前將整車DBC文件導入數據采集軟件中，編輯需要采集的CAN總線中相關的信號。如表1所示：

表1 采集信號列表

1.1.2 測試軟件

測試軟件基于美國NI公司圖形化編程語言的虛擬儀器軟件平臺LabVIEW開發，主程序運行模式利用經典的“生產者-消費者循環”，子程序以“標準狀態機”模式編寫，通過隊列消息傳送數據和命令；同時利用LabVIEW內部強大的函數庫，編寫相關的計算子程序；運用強大的控件庫編寫直觀實用的人機交互界面。所有的子程序、變量、主程序等通過工程項目的樹形結構進行管理，一目了然，程序易讀，易改。

圖2 測試軟件操作面板及程序代碼

1.1.3 加速度傳感器安裝

加速度傳感器選用三向振動傳感器，量程范圍≤±10g，頻率響應從O Hz開始。安裝在與車身剛性連接的位置，一般選擇副駕駛座椅導軌上。傳感器的X坐標方向沿著整車坐標系X方向。如圖3所示：

圖3 車輛坐標系

1.2 試驗方法

試驗前準備被評估車輛，并安裝試驗設備，然后按照設定的工況駕駛車輛，采集數據。工況設定必須能夠覆蓋DCT整車的絕大部分典型換擋類型，如表2 所示的工況。

表2 試驗駕駛工況

1.3 數據處理分析

1.3.1 換擋特性參數

DCT整車在不同的駕駛工況中具有不同的換擋類型，每種換擋類型可以用幾組特定的參數來衡量其換擋過程的優劣性，如表3所示。

表3 典型換擋類型中換擋特性參數

1.3.2 換擋特性參數分析

測試數據采集完成后，需要對數據處理，根據參數的定義，用Diadem等數據處理軟件進行處理計算，得出所需要特性參數。

1）靜態換擋

圖4 靜態換擋過程信號曲線

換擋響應時間：圖4中，換擋桿信號發生變化①點到加速度改變②點的時間差。

加速度峰-峰值：加速度信號最大峰值與最小峰值間的差值。

通常換擋響應時間越小越好， 換擋加速度峰峰值也是越小越好。

2）蠕動

圖5 蠕動過程信號曲線

蠕動延遲：從制動踏板釋放到車輛移動的時間間隔，越小越好，圖5中制動踏板信號①點與加速度信號①點間的時間差。

蠕動最大加速度：加速度信號的第一個峰值點，圖5 中的②點為最大加速度值。

Ic：蠕動沖擊；△a：①點與②點之間的加速度差值；△t：①點與②點之間的時間差。

蠕動最大車速：圖5中車速到達穩定點的值，即②點的車速值。

到蠕動最大車速的時間：制動踏板信號①點與車速信號②點間的時間差。

蠕動最大加速度應該是越低越好，通常蠕動最大車速近似等于步行速度。

3）起步

圖6 起步過程信號曲線

起步延遲： 從油門踏板釋放到車輛移動的時間間隔，圖6中油門踏板信號①點與加速度信號①點間的時間差，越小越好。

最大加速度：圖6中，加速度信號的第一個波峰點數值，點②的數值，通常由駕駛油門和車輛性能決定。

IL：起步沖擊；△a：①點與②點之間的加速度差值；△t：①點與②點之間的時間差。

起步沖擊由駕駛油門和車輛性能決定。

4）動態換擋過程

圖7 動態換擋過程信號曲線

初始加速度：發生在power on upshift 換擋初始加速度下降階段， 圖7中①點與②點的加速度差值。

較低的加速度會使感覺舒適，但是很大程度上取決于發動機扭矩變化和檔位速比。

ID：速比變化沖擊；△a：①點與②點之間的加速度差值；△t：①點與②點之間的時間差。

低的沖擊會使人感覺舒服，但是會導致換擋變慢。

DS：加速度震蕩范圍；a(t)：②點后的加速度隨時間變化函數；t：從②點開始后1秒時長。

震蕩范圍越小越好。取決于標定以及懸架、變速器固定，輪胎等因素等響應。

5）手動模式換擋

圖8 手動模式換擋過程信號曲線

換擋響應時間：圖8中換擋桿信號①點與發動機轉速信號拐點①的時間差。 換擋響應時間值越小越好。通常手動模式中，一般犧牲舒適性來換取換擋響應速度。

2、實際測試應用

圖8 實測數據處理曲線

利用上述測試系統和測試方法，對某DCT車型的換擋質量進行客觀評估測試，并利用NI公司的Diadem數據處理軟件對實際測試數據進行處理計算。計算過程中需要選擇合適的濾波器和濾波參數對原始的加速度信號進行濾波處理，然后在濾波后的信號上截取有用段，進行相關特性參數計算。客觀評估的結果與主觀結論一致，可見該評估系統實際應用效果良好。

3、結束語

通過對DCT車型換擋過程的深入分析，利用自主搭建的簡單數據采集系統和測試軟件，采集關鍵的信號加以計算分析，得出換擋質量的特性參數，以此來量化客觀評估的指標。使得評估工作具有可操作性、重復性，方便與標桿車輛進行對比分析，有力支撐主觀評估結論，為性能優化提供參考依據。

[1] 孫迎波.六速DCT換擋模型及換擋質量評價體系:（碩士學位論文）.合肥:合肥工業大學.2015.

[2] 陳樹學,劉萱. LabVIEW寶典.北京:電子工業出版社,2011.

[3] Andrew T.Heaven，Andy Barnard. Gear Shift Acquisition Software for Automatics，2013.

DCT vehicle shift quality objective assessment test and analysis

Ge Zongqiang, Li Xiangbing, Yang Weilong, Liu Diantao
( Anhui jianghuai automobile Co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

With DCT automatic transmission vehicle shift quality is determined by the perfection of TCU control software and the vehicle driving calibration, the final state of the vehicles is listed after qualified professional evaluation. So late in the vehicle development, comprehensively and objectively evaluate the work of the shift quality is very important. This paper introduces a kind of independent of objective assessment system and assessment method, assessment personnel can use this set of system, according to the test method, an objective evaluation of the vehicle from the perspective of customers.

DCT automatic transmission; Shift quality; Objective assessment system

U467.3

A

1671-7988 (2017)08-119-04

葛宗強，就職于江淮汽車技術中心變速箱研究院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.041