TCU标定策略差异大,传统AT复杂成熟、DCT标定有难度……

   日期:2025-06-07     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:200    
核心提示:TCU标定是指对于自动变速器控制单元的标定,目前自动变速器分为传统AT(液力变矩器+液力控制的行星齿轮机构)、DCT(双离合变速器)、CVT(无极变速器)、AMT(半自动变速器)。

TCU标定,即对自动变速器控制单元进行校准。目前,自动变速器种类繁多,包括传统的液力变矩器与液力控制的行星齿轮机构组合而成的AT、双离合变速器DCT、无级变速器CVT以及半自动变速器AMT。

变速器硬件结构的差异导致了TCU标定策略的多样性,其中,传统AT的标定模块既复杂又成熟;而DCT的标定开发尤为艰难,特别是针对DCT特有的硬件结构,如双离合器控制;CVT则分为配备TCC(液力变矩器)和不配备TCC两种,其硬件核心技术集中在钢带上,标定工作主要涉及换挡点和液压标定;AMT作为半自动变速器,其硬件与MT相近,成本相对较低,主要区别在于执行机构的自动控制,但由于硬件结构的限制,AMT的换挡质量普遍不佳,其主要优势在于提高了操作便捷性并降低了成本。

CVT主体结构

传统AT主体结构

AMT主体结构

DCT主体结构

尽管不同型号的自动变速器在构造上存在差异,然而其校准步骤却拥有众多相似之处。通常,从研发的视角来看,其一般流程包括:

一. 桌面标定(15工作日)

本部分主要涉及对与变速器相联的技术指标进行录入,这些指标包括:整车的各项参数、车辆的总重量、发动机的台架信息、对功能模块的具体界定(需要明确TCU需要支持哪些整车功能,例如ECO、SPORT、ESC、ACC、IUPR等)、以及变速器的基础油压参数的设定。依据这些基本参数,我们需对变速器进行恰当的选择,针对不同发动机,需匹配相应承载能力的TCC及内部摩擦片。TCU将根据这些参数来设定主系统和子系统的油压基准值、基准换挡曲线,并确保软件满足整车的功能需求。

二. 整车数据检查:(5工作日)

车辆到货后,将进行全面的车辆检验,主要目的是检查基础软件是否达到整车功能的标准,同时,还需进一步核实基础参数是否准确无误,油压调节是否得当,以及是否存在任何软件缺陷。

三. 正常模式换挡曲线(45工作日)

这项工作在TCU标定过程中至关重要,且具有很高的重复性,因为TCU的换挡轨迹直接影响到驾驶模式。在众多企业中,这一环节的调整往往持续到项目的中后期,然而,换挡轨迹是TCU标定的根本,因此,这部分工作必须在项目开发的前期阶段完成,以避免在后期进行大规模的修改。

正常模式涉及在常温、常海拔和常坡度条件下对换挡曲线进行标定,这一曲线的设定需参考整车和发动机台架的具体参数,并在ECU的pedal-map(踏板-扭矩表)中全面考量驾驶性能、燃油经济性以及与ECU排放控制的协调性。通常情况下,换挡曲线的制定会根据油门的开度和车速(即输出轴转速)来调节档位和TCC(扭矩控制离合器)的工作状态。

传统AT、DCT换挡曲线(参考)

CVT换挡曲线:

无极变速器因其速比线性特性,使得换挡过程更加灵动。它能够根据车速与转速来精确设定速比,从而使得发动机转速更易于调节至节省燃油的区间。这恰恰是CVT车型油耗较低的一个重要因素。

CVT换挡曲线(参考):

专有工程师完成换挡曲线相关任务后,需进行多轮评审,通过整合不同驾驶者的需求来确立驾驶特性;在经济性考量上,重点在于确保发动机尽可能在高效工作区间运行,TCC控制策略则以滑移或锁定为主;在仿真分析的基础上,结合转鼓的实际测试数据,以确定性能指标。当然,标定工作是一门需要综合平衡动力性、经济性和驾驶性的艺术。

四. 换挡质量标定(45工作日)

自动变速器的核心部分主要依赖液力系统进行操控,油压的强度以及控制时机对换挡效果有着直接的影响,这包括ECU对扭矩调整的调控。因此,在完成ECU的踏板映射、扭矩滤波处理、扭矩模型设定以及TCU的换挡曲线优化之后,才会着手进行换挡质量的标定工作。

自动变速器有离合器吗_TCU标定策略_自动变速器结构对比

传统AT的换挡质量,除了前面提到的因素,还主要受到TCC控制、内部子系统以及摩擦片组结合状况的影响。尽管换挡过程通常在300至500毫秒内完成,但充油过程却分为多个阶段,操作十分精细,同时还包括power on/off工况下的标定,这通常是标定的关键点。对于DCT而言,尽管双离合器取代了TCC,但在低速区域仍需进行大量细致的工作,例如1-2档位的切换和低速上坡的标定。CVT的整体换挡过程较为平顺,不过不带TCC的CVT在低速时换挡冲击较为明显,尤其是在起步和结合阶段。而对于配备TCC的CVT,低速驾驶性能得到了显著改善。至于AMT,其换挡质量难以实现重大突破。

液力变矩器效率图:

欧洲某些AT产品在液压系统中加入了伺服机构,旨在降低油路变化引起的冲击,尤其是在切换P/N档位时;此外,部分4AT变速器的液力变矩器仅具备锁定与解锁两种状态,这导致其在控制方式上存在差异。

五. 自学习模块标定(15工作日)

现代自动变速器普遍具备自动调节机制,这是因为其在实际运行过程中,工况持续变化。由于软件预设的固定油压值无法完全适应所有工况,因此必须依靠软件内部的自动调节功能,根据实际检测到的状况,对油压大小和时机进行自动调整,以确保始终处于最佳工作状态。

六. 上下坡模式标定(10工作日)

标定上下坡模式涉及两个主要环节:一是对上下坡模式中的换挡曲线和换挡质量进行标定,其中曲线标定着重于上坡时低档位的加速以及下坡时与发动机制动相配合;二是针对上下坡模式中负载和工况的持续变化,对换挡质量进行优化。通常,上下坡的坡度信号是由TCU通过负载计算得出,而对于配备了ESC功能的车辆,TCU还可以利用ESC提供的坡度信号。

七. 高温标定(7-10工作日)

TCU在高温条件下的标定(通常最高环境温度介于40至45摄氏度之间)主要包括两个关键步骤:一是高温模式下的换挡曲线和插值参数的设定,二是驾驶性能的标定以及油压补偿的调整。

装备TCC功能的AT和CVT变速器中,TCC系统充当主要的热源,而DCT变速器在频繁进行带坡度的换挡操作时,也会引起变速器温度的急剧升高,这种现象在高温条件下尤为突出。高温模式下的换挡曲线设计旨在最大限度地锁定TCC,以此降低热量生成。此外,考虑到油冷器的结构差异,如独立式或与发动机水冷系统相连,TCU需要做出相应的辅助标定调整。这样的调整是为了控制发动机转速,尤其是变速器泵轮的转速,因为这一转速的变化将直接导致油温的波动。

对换挡质量的测定,主要考虑到在高温条件下变速器油性能的波动,因此依据常温下的油压压力数据实施自动调节,目的是为了使系统能够适应高温的工作环境。

八. 高原标定(7-10工作日)

在海拔4500米以上的TCU高原标定中,主要涉及两个核心工作环节:首先,是对高原换挡曲线的调整,这一信号主要是由ECU发送至CAN总线进行获取。鉴于高原地区空气稀薄的特点,发动机在不同海拔高度上会遭受不同程度的扭矩损失,因此,TCU会相应地调整换挡点,通过降低档位来增强加速时的动力性能。此外,TCU还会根据扭矩的具体变化,对换挡曲线进行细致的优化。对于CVT变速器,TCU可以更灵活的控制发动机转速。

二是高原环境下的驾驶性能和换挡品质,在高原驾驶模式中,同样需要对油压进行相应的补偿措施;特别是对于传统的自动变速系统而言,针对不同油门开度的换挡油压,都需要进行精确的调整和补偿。

九. 高寒标定(7-10工作日)

高寒标定,通常在最低环境温度达到-30℃至-35℃时,也需要对低温换挡曲线进行标定以及油压补偿。在低温工作模式下,主要目标是提升换挡点,以便迅速提高变速器油温和发动机水温,这其中包括对催化器的辅助作用。当然,低档位的升档点不宜设置得过高,否则可能会影响驾驶性能。

在低温环境中,油压补偿显得尤为重要;同时,低温变速器油的粘度会有显著变化。因此,我们必须根据实际情况对液压系统进行精确的标定和调整,特别是在车辆启动后进行原地换挡操作,以及在使用1-2档位起步时,这些情况是普通用户日常驾驶中较为常见的。

对于那些未装备液力变矩器的CVT和AMT变速器,低温环境下的操控与调整显得尤为关键,必须预先获取油品在低温状态下的性能数据。

十. 驾驶性精标(15工作日):

项目进入后期阶段,ECU与TCU的核心标定任务已告一段落。此刻,将开展针对驾驶性能的精细标定,重点对诸如换挡时的冲击感或油压等细节进行最终调整与优化。在此阶段,通常不会对换挡曲线进行调整。

十一.可靠性测试及软件发放(25工作日)

为了保障软件标定的准确性与全面性,在完成TCU标定工作后,必须采用多台已量产的变速器进行系统性检验,以此验证软件的稳定性以及在不同分散性条件下的变速器性能是否正常。特别是针对DCT变速器的运行轨迹数据收集,对于确保可靠性测试的准确性显得尤为关键。

对于AMT而言,其核心在于对执行机构的操控,这一要点贯穿于AMT标定的初期至中期开发阶段;在此过程中,对换挡曲线及策略的合理性控制显得尤为重要,其目的在于确保换挡质量达到可接受的水平。

针对DCT变速器,目前整个行业都在积极进行研发。对于DCT而言,除了进行常规的TCU标定开发,还需强化其可靠性验证,并提升TCU数据在防止性能故障方面的作用。这要求在可靠性试验中确保数据的全面性,以及在故障发生时采取安全策略,比如在反复上下坡等情况下,离合器需承受大负荷工作。特别是在干式DCT方面。在确保DCT实现快速加速与换挡功能的前提下,兼顾了其可靠性与性能的稳定性。

路谱的搜集对于TCU数据的全面性校准至关重要,特别是在路况变化频繁的情况下,对数据的调整显得尤为关键。因此,在整车厂的开发后期阶段,应当进行路谱的采集工作,并对TU数据进行优化处理。

 
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