前言

自動(dòng)變速箱通過(guò)離合器（CVT是帶輪）的脫開(kāi)和壓緊，實(shí)現(xiàn)速比和傳動(dòng)比的切換，完成一次換擋過(guò)程。脫開(kāi)和壓緊動(dòng)作一般由液壓力來(lái)執(zhí)行。眾所周知，TCU（變速箱控制器）作為換擋過(guò)程的發(fā)起者，自身并不輸出液壓力。那誰(shuí)來(lái)貫徹執(zhí)行TCU的指令、控制液壓這股洪荒之力呢？我們的主角電磁閥閃亮登場(chǎng)！

世界杯剛過(guò)，讓小T蹭下熱點(diǎn)，以足球舉例。一支球隊(duì)猶如一整套變速箱控制系統(tǒng)，任你布陣多么縝密、進(jìn)攻策略多么華麗，最終還是要把球傳到前鋒腳下，由前鋒完成射門(mén)的終極目標(biāo)。因此要求前鋒借傳要穩(wěn)、盤(pán)帶要快、射門(mén)要準(zhǔn)。當(dāng)然在足球比賽中，中鋒、后衛(wèi)甚至守門(mén)員都可以去射門(mén)。但是在變速箱控制系統(tǒng)中，只有電磁閥能hold住液壓之力，因此這個(gè)“門(mén)”也只有電磁閥能去“射”。電磁閥深知自己責(zé)任重大，給自己制定了很多KPI（關(guān)鍵性能指標(biāo)）。下面我們就通過(guò)這些KPI，來(lái)了解電磁閥這個(gè)“前鋒”需要具備哪些“素質(zhì)”。

“你們對(duì)速度一無(wú)所知”

這是喵星人戲弄完眼鏡蛇后，對(duì)人類(lèi)甩下的一句嘲諷。誠(chéng)然天下武功，唯快不破！在變速箱這種以毫秒為單位的控制系統(tǒng)中，電磁閥的響應(yīng)快慢尤為重要。評(píng)價(jià)電磁閥”快”的KPI主要有兩個(gè)：Phase Shift（響應(yīng)相位差）和Kisspoint（離合器結(jié)合點(diǎn)響應(yīng)時(shí)間）。

Phase Shift，這是一個(gè)反映系統(tǒng)輸出與輸入相位差的指標(biāo)，翻譯成普通話就是，我在你后面喊出你的名字，你過(guò)多久能回頭。該指標(biāo)主要受系統(tǒng)慣性、摩擦和阻尼影響，是電磁閥可控性較為綜合的評(píng)價(jià)指標(biāo)。電磁閥的輸入是電流，輸出是控制油液壓力，如下圖所示φmax和φmin之和即為該KPI值。

Kisspoint，這個(gè)物理過(guò)程比較復(fù)雜，有興趣的同學(xué)可以閱讀小T往期文章“沒(méi)有最好，只有最適合——變速箱電磁閥方案”，來(lái)詳細(xì)了解kisspoint的含義。這里我們就當(dāng)它是油液充滿控制對(duì)象容腔的最長(zhǎng)時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是換擋所需的最短時(shí)間，自然也是電磁閥動(dòng)態(tài)性能的重要KPI。得到該KPI的方法簡(jiǎn)單粗暴，各種控制電流試一遍，充油響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)的就是kisspoint響應(yīng)時(shí)間的KPI值，如下圖所示。

指哪打哪

“快”有了，下面我們談“準(zhǔn)”。作為一個(gè)比例電磁閥，給我多少電流就輸出多少壓力，這點(diǎn)節(jié)操還是有的。但是無(wú)奈工況復(fù)雜、環(huán)境多變，很多變量都會(huì)導(dǎo)致控制的實(shí)際值偏離目標(biāo)值。因此有必要針對(duì)各個(gè)變量來(lái)制定精度的KPI，精度KPI體現(xiàn)了電磁閥抗外界干擾的魯棒性。

輸入壓力敏感性

電磁閥不產(chǎn)生能量，電磁閥只是液壓能量的搬運(yùn)工。因此除了電流，電磁閥還有一個(gè)額外的輸入，就是高壓油液。輸入壓力的變化比率對(duì)應(yīng)控制壓力的變化比率即為輸入壓力敏感性的KPI。

溫度敏感性

電磁閥的控制對(duì)象是液壓油，液壓油的密度、粘度和彈性模量都會(huì)隨溫度而變化。而恰巧整車(chē)變速箱就有可能在溫差很大的工況下工作，去漠河和海南標(biāo)定的同事們關(guān)于這點(diǎn)應(yīng)該深有體會(huì)。液壓油可謂是稠時(shí)粘如蜜，稀時(shí)滑如水，壓力難控準(zhǔn)。一定的溫度變化導(dǎo)致的控制壓力變化比率即為溫度敏感性KPI。

零件尺寸公差

電磁閥是由很多機(jī)加工的零部件裝配成的，零部件關(guān)鍵尺寸都有公差限制且很難做到完全一致。因此世界上沒(méi)有兩個(gè)電磁閥是完全一樣的，不同的電磁閥的控制壓力當(dāng)然會(huì)有偏差。該KPI考察的就是批產(chǎn)零件公差導(dǎo)致實(shí)際性能的公差帶大小，如下圖所示。

“這波不要浪！”

做電磁閥試驗(yàn)最怕碰到下面圖中的現(xiàn)象。其實(shí)它的響應(yīng)很快，均值精度也不低，但它太“浪”了，“浪”到根本無(wú)法使用。這就是液壓系統(tǒng)的歷史難題——振蕩。曾經(jīng)有位德高望重的液壓方向教授，在給我們同事做講座時(shí)談到：“液壓系統(tǒng)的根本問(wèn)題就是消振！”同事們重重地點(diǎn)頭，感同身受。

因此有個(gè)Step Response（階段響應(yīng)）的KPI包含了電磁閥穩(wěn)定性的考核。如下圖所示dt5即為控制壓力從目標(biāo)的90％壓力到穩(wěn)定至目標(biāo)壓力±5％的波動(dòng)范圍內(nèi)所需要的時(shí)間，指標(biāo)越小越好。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，壓力將不會(huì)保持在±5％的波動(dòng)范圍內(nèi)，即dt5＝∞。

總結(jié)

以上簡(jiǎn)單介紹了幾個(gè)電磁閥的KPI的定義及其重要性。當(dāng)然，電磁閥還有很多KPI限于篇幅未在本文介紹。不以規(guī)矩，不成方圓，KPI就是我們度量產(chǎn)品好壞的標(biāo)準(zhǔn)。知道我們自己的水平，并量化差距，才是優(yōu)化產(chǎn)品并做出好的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。