CN112145292B - 一种优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，包括：S1、进行发动机扭矩快速卸载工况测试，以变速器壳体振动冲击表征传动链瞬态振动冲击，确定变速器壳体振动冲击突显量Vp，然后执行S2；S2、根据变速器壳体振动冲击突显量Vp判断传动链瞬态振动冲击是否超标，如果是，则执行S3，否则结束优化；S3、修改电喷软件程序中影响火路扭矩曲线在[T₀‑T'，T₀+T'']区间内的形状的标定系数，然后返回执行S1。采用本发明的方法进行优化后，传动链瞬态振动冲击能够达标，在解决了瞬态噪声问题的同时也降低了开发成本，缩短了开发周期。

Description

一种优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法

技术领域

本发明属于汽车传动系统振动噪声和电控领域，具体涉及一种优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法。

背景技术

如图1所示，汽车的发动机扭矩控制逻辑为：驾驶员通过踏板特性1发出扭矩需求，扭矩响应2经过驾驶性响应滤波3后输出目标扭矩，各个执行器4根据目标扭矩执行动作，从而驱动发动机及车辆5；同时，发动机及车辆5反馈发动机转速与车速信号给ECU，根据发动机转速的波动，anti-jerk 6输出干预扭矩，减小发动机振动，DCT车型根据发动机转速与车速的关系，进行档位识别7，档位信息又影响扭矩响应2，从而形成闭环的控制逻辑。

由于传动系统存在齿轮、花键和万向节间隙等非线性特征，在快速踩油门或松油门的过程中，很容易引起车辆的瞬态振动冲击和噪声（Clunk）。而噪声问题是发动机扭矩快速加载（Tip-in）或发动机扭矩快速卸载（Tip-out）的时候，在传动链间隙之间产生的振动冲击响应。在发动机扭矩卸载过程中，如果传动链瞬态振动冲击超标引起了瞬态噪声问题，目前采用的是通过改变、替换传动系统的部分硬件的方式来解决瞬态噪声问题，这种方式耗费的周期长，需要大量的人力、物力且成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，以在解决瞬态噪声问题的同时降低开发成本，缩短开发周期。

本发明所述的优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，包括：

S1、进行发动机扭矩快速卸载工况测试，以变速器壳体振动冲击表征传动链瞬态振动冲击，确定变速器壳体振动冲击突显量Vp，然后执行S2；其中，变速器壳体振动冲击突显量Vp等于变速器壳体振动V在t_p时刻的峰值与[t_p- t₀，t_p+ t₀]时间内的振动均值之差，t_p表示发动机扭矩Ti等于零离合器扭矩T₀的时刻，t₀表示时间阈值；

S2、根据变速器壳体振动冲击突显量Vp判断传动链瞬态振动冲击是否超标，如果是，则执行S3，否则结束优化；

S3、修改电喷软件程序中影响火路扭矩曲线在 [T₀-T'，T₀+T'']区间内的形状的标定系数，然后返回执行S1；其中，T'表示第一扭矩阈值，T''表示第二扭矩阈值。

优选的，所述S3中影响火路扭矩曲线在 [T₀-T'，T₀+T'']区间内的形状的标定系数是指：滤波标定系数A和/或滤波标定系数B；其中，Ax²+B=△Ta，x=Ta'-Tlos，Ta'表示一个时刻的火路扭矩原值，Tlos表示对应时刻的扭矩损失，△Ta表示对应时刻的火路扭矩增量，滤波后对应时刻的火路扭矩Ta等于[Ta'-△Ta，Ta'+△Ta ]区间内的任一扭矩值。

优选的，所述S1中进行发动机扭矩快速卸载工况测试，以变速器壳体振动冲击表征传动链瞬态振动冲击，确定变速器壳体振动冲击突显量Vp的具体实现方式包括：

P1、将三向振动传感器布置在变速器壳体靠近轴承孔且能准确捕捉到变速器壳体振动冲击特征的位置，然后执行P2；

P2、将车辆的CAN信号连接至数据采集设备，采集发动机扭矩信号和发动机转速信号，并同步采集变速器壳体振动信号，然后执行P3；

P3、对试验车辆进行热车，以使传动系统各零部件温度在正常的工作温度范围内，并锁定噪声问题严重的工况，然后执行P4；

P4、启动测试设备，将试验车辆加速至噪声问题严重的工况，并以设定的油门踏板开度继续加速第一时间，然后快速松油门滑行，持续滑行第二时间后，重复加速-松油门滑行这一过程，反复测试n次，采集数据n次，然后执行P5；

P5、任意选取采集的n/2次数据，根据其中的变速器壳体振动信号和发动机扭矩信号，分别确定该n/2次数据中变速器壳体振动冲击突显量Vp，得到n/2个变速器壳体振动冲击突显量Vp，如果其中任意两个变速器壳体振动冲击突显量Vp的差值都小于或等于振动差阈值，则判定采集的n次数据为有效数据，记录n/2个变速器壳体振动冲击突显量Vp，否则返回执行P4；其中，变速器壳体振动冲击突显量Vp等于变速器壳体振动V在t_p时刻的峰值与[t_p- t₀，t_p+ t₀]时间内的振动均值之差，t_p表示发动机扭矩Ti等于零离合器扭矩T₀的时刻，t₀表示时间阈值。

优选的，所述S2中根据变速器壳体振动冲击突显量Vp判断传动链瞬态振动冲击是否超标的具体方式为：对所述n/2个变速器壳体振动冲击突显量Vp求平均，得到变速器壳体振动冲击突显量平均值，判断变速器壳体振动冲击突显量平均值是否大于冲击阈值，如果是，则表示传动链瞬态振动冲击超标，否则表示传动链瞬态振动冲击不超标。

优选的，所述t₀的取值为0.1秒，所述三向振动传感器的量程大于或等于100g，所述设定的油门踏板开度为30%，所述第一时间为1秒，所述第二时间为3秒，所述n的取值为10，所述振动差阈值为2g，所述冲击阈值为3g。

通过试验及数值研究发现，发动机在扭矩卸载过程中，目标扭矩穿越零离合器扭矩区间的斜率（或时长）对快松油门工况产生的瞬态噪声问题具有及其重要的影响。本发明通过修改电喷软件程序中影响火路扭矩曲线在零离合器扭矩线附近的形状的标定系数的方式，对驾驶性响应滤波后输出的目标扭矩进行调整，调整后的目标扭矩穿越零离合器扭矩区间的时间延长了，传动链无明显振动冲击，瞬态噪声问题得到了解决；并且不需要改变、替换传动系统的硬件，降低了开发成本，缩短了开发周期。

附图说明

图1为发动机扭矩控制逻辑图。

图2为本发明的优化流程图。

图3为目标扭矩中的火路扭矩的变化曲线图。

图4为滤波标定系数A和B的调节示意图。

图5为优化前与优化后的目标扭矩曲线穿越零离合器扭矩线的对比示意图。

图6为优化前与优化后的振动效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图2至图6所示，优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法包括：

第一步、确定变速器壳体振动冲击突显量Vp。

具体方式为：

P1、将量程大于或等于100g的三向振动传感器布置在变速器壳体靠近轴承孔且能准确捕捉到变速器壳体振动冲击特征的位置，然后执行P2；

P2、将车辆的CAN信号连接至数据采集设备，采集发动机扭矩信号和发动机转速信号，并同步采集变速器壳体振动信号，然后执行P3；

P3、对试验车辆进行热车，使试验车辆行驶10分钟以上，以使传动系统各零部件温度在正常的工作温度范围内，并通过主观评价锁定噪声问题严重的工况，比如三档车速30-40km/h，然后执行P4；

P4、启动测试设备，将试验车辆加速至三档40km/h，并以30%油门踏板开度继续加速1秒，然后快速松油门滑行，持续滑行3秒后，重复加速-松油门滑行这一过程，反复测试10次，采集数据10次，然后执行P5；

P5、任意选取采集的5次数据，根据其中的变速器壳体振动信号和发动机扭矩信号，分别确定该5次数据中变速器壳体振动冲击突显量Vp，得到5个变速器壳体振动冲击突显量Vp，如果其中任意两个变速器壳体振动冲击突显量Vp的差值都小于或等于2g，则判定采集的10次数据为有效数据，记录这5个变速器壳体振动冲击突显量Vp，否则返回执行P4，重新测试；其中，变速器壳体振动冲击突显量Vp等于变速器壳体振动V在t_p时刻的峰值与[t_p- 0.1s，t_p+ 0.1s]时间内的振动均值之差，t_p表示发动机扭矩Ti等于零离合器扭矩T₀的时刻。

第二步、判断传动链瞬态振动冲击是否超标，如果是，则执行第三步，否则结束优化。

具体方式为：对5个变速器壳体振动冲击突显量Vp求平均，得到变速器壳体振动冲击突显量平均值，判断变速器壳体振动冲击突显量平均值是否大于3g，如果是，则表示传动链瞬态振动冲击超标，执行第三步，否则表示传动链瞬态振动冲击不超标，结束优化。

第三步、修改电喷软件程序中的滤波标定系数A和/或滤波标定系数B（比如减小滤波标定系数A和/或减小滤波标定系数B），然后返回执行第一步；其中，Ax²+B=△Ta，x=Ta'-Tlos，Ta'表示一个时刻的火路扭矩原值，Tlos表示对应时刻的扭矩损失，△Ta表示对应时刻的火路扭矩增量，滤波后对应时刻的火路扭矩Ta等于[Ta'-△Ta，Ta'+△Ta ]区间内的任一扭矩值。

如图3所示，火路扭矩并非严格按照驾驶员需求扭矩Tw加载，在零离合器扭矩线附近有一个限制区域（即[T₀-T'，T₀+T'']区间，T'表示第一扭矩阈值，T''表示第二扭矩阈值），以虚线框表示，在此限制区域内，一个时刻的火路扭矩增量△Ta可以用公式Ax²+B表示，x=Ta'-Tlos，Ta'表示对应时刻的火路扭矩原值，Tlos表示对应时刻的扭矩损失，滤波后对应时刻的火路扭矩Ta等于[Ta'-△Ta，Ta'+△Ta ]区间内的任一扭矩值。通过调节滤波标定系数A和/或滤波标定系数B可以改变△Ta，实现对限制区域内的火路扭矩曲线形状的控制，进而达到调整驾驶性响应滤波后输出的目标扭矩的目的。如图4所示，滤波标定系数A控制限制区域内的火路扭矩曲线的开口L的大小，A值越大，开口L越小，限制区域内的火路扭矩曲线的变化越陡；滤波标定系数B控制限制区域内的火路扭矩曲线的线性变化斜率，B值越大，线性变化斜率越大。

如图5、图6所示，针对某个车型，优化前，目标扭矩Tt穿越零离合器扭矩区间的时间为ts₁，目标扭矩曲线下降速率较快，经测试并计算得到的变速器壳体振动冲击突显量Vp大于3g，穿越时间大概是0.58秒，传动链瞬态振动冲击严重超标，存在瞬态噪声问题；优化后，目标扭矩Tt穿越零离合器扭矩区间的时间为ts₂，目标扭矩曲线下降速率减慢，时间明显延长，经测试并计算得到的变速器壳体振动冲击突显量Vp降至3g之内，穿越时间大概是1.36秒，传动链无明显振动冲击（即传动链瞬态振动冲击不超标），瞬态噪声问题得以解决。优化后的滤波标定系数A和滤波标定系数B作为最终的电喷软件程序的滤波标定值。

Claims (5)

1.一种优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，其特征在于，包括：

S1、进行发动机扭矩快速卸载工况测试，以变速器壳体振动冲击表征传动链瞬态振动冲击，确定变速器壳体振动冲击突显量Vp，然后执行S2；其中，变速器壳体振动冲击突显量Vp等于变速器壳体振动V在t_p时刻的峰值与[t_p- t₀，t_p+ t₀]时间内的振动均值之差，t_p表示发动机扭矩Ti等于零离合器扭矩T₀的时刻，t₀表示时间阈值；

S2、根据变速器壳体振动冲击突显量Vp判断传动链瞬态振动冲击是否超标，如果是，则执行S3，否则结束优化；

S3、修改电喷软件程序中影响火路扭矩曲线在 [T₀-T'，T₀+T'']区间内的形状的标定系数，然后返回执行S1；其中，T'表示第一扭矩阈值，T''表示第二扭矩阈值。

2.根据权利要求1所述的优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，其特征在于：所述S3中影响火路扭矩曲线在 [T₀-T'，T₀+T'']区间内的形状的标定系数是指：滤波标定系数A和/或滤波标定系数B；其中，Ax²+B=△Ta，x=Ta'-Tlos，Ta'表示一个时刻的火路扭矩原值，Tlos表示对应时刻的扭矩损失，△Ta表示对应时刻的火路扭矩增量，滤波后对应时刻的火路扭矩Ta等于[Ta'-△Ta，Ta'+△Ta ]区间内的任一扭矩值。

3.根据权利要求1或2所述的优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，其特征在于：所述S1中进行发动机扭矩快速卸载工况测试，以变速器壳体振动冲击表征传动链瞬态振动冲击，确定变速器壳体振动冲击突显量Vp的具体实现方式包括：

P1、将三向振动传感器布置在变速器壳体靠近轴承孔且能准确捕捉到变速器壳体振动冲击特征的位置，然后执行P2；

P2、将车辆的CAN信号连接至数据采集设备，采集发动机扭矩信号和发动机转速信号，并同步采集变速器壳体振动信号，然后执行P3；

P3、对试验车辆进行热车，以使传动系统各零部件温度在正常的工作温度范围内，并锁定噪声问题严重的工况，然后执行P4；

P4、启动测试设备，将试验车辆加速至噪声问题严重的工况，并以设定的油门踏板开度继续加速第一时间，然后快速松油门滑行，持续滑行第二时间后，重复加速-松油门滑行这一过程，反复测试n次，采集数据n次，然后执行P5；

P5、任意选取采集的n/2次数据，根据其中的变速器壳体振动信号和发动机扭矩信号，分别确定该n/2次数据中变速器壳体振动冲击突显量Vp，得到n/2个变速器壳体振动冲击突显量Vp，如果其中任意两个变速器壳体振动冲击突显量Vp的差值都小于或等于振动差阈值，则判定采集的n次数据为有效数据，记录n/2个变速器壳体振动冲击突显量Vp，否则返回执行P4；其中，变速器壳体振动冲击突显量Vp等变速器壳体振动V在t_p时刻的峰值与[t_p-t₀，t_p+ t₀]时间内的振动均值之差，t_p表示发动机扭矩Ti等于零离合器扭矩T₀的时刻，t₀表示时间阈值。

4.根据权利要求3所述的优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，其特征在于：所述S2中根据变速器壳体振动冲击突显量Vp判断传动链瞬态振动冲击是否超标的具体方式为：对所述n/2个变速器壳体振动冲击突显量Vp求平均，得到变速器壳体振动冲击突显量平均值，判断变速器壳体振动冲击突显量平均值是否大于冲击阈值，如果是，则表示传动链瞬态振动冲击超标，否则表示传动链瞬态振动冲击不超标。

5.根据权利要求4所述的优化发动机扭矩卸载时传动链瞬态振动冲击的方法，其特征在于：所述t₀的取值为0.1秒，所述三向振动传感器的量程大于或等于100g，所述设定的油门踏板开度为30%，所述第一时间为1秒，所述第二时间为3秒，所述n的取值为10，所述振动差阈值为2g，所述冲击阈值为3g。

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