自動變速器換檔控制原理詳述

自動變速器換檔控制原理詳述第1頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動變速器換檔控制原理自動變速器的換檔由ECU主要根據(jù)節(jié)氣門開度和車速決定。車速傳感器是一電磁感應(yīng)式傳感器，將與車速相關(guān)的信息傳遞給ECU。節(jié)氣門位置傳感器用來測量駕駛員踩下加速踏板的程度，ECU根據(jù)該信息來調(diào)整換檔規(guī)律、管路油壓、換檔感覺和變矩器鎖止離合器的控制。ECU可在給定車速的情況下，根據(jù)節(jié)氣門開度決定升檔或降檔的時間。第2頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動變速器換檔控制原理第3頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動變速器換檔控制原理在80％節(jié)氣門以上的負荷時，由于混合氣加濃使燃油消耗增大，經(jīng)濟性較差。在40－80％節(jié)氣門負荷時，經(jīng)濟性較好，其中60％節(jié)氣門負荷、2000rpm時經(jīng)濟性最佳。在20％節(jié)氣門以下負荷時，變速器的機械摩擦損失幾乎等于發(fā)動機有效輸出功率，經(jīng)濟性差，車輛不宜工作在該范圍。轉(zhuǎn)速低于1200rpm時，為惡劣工況，發(fā)動機工作不穩(wěn)定，會熄火。節(jié)氣門關(guān)閉時，發(fā)動機輸出功率為負值，說明可用于發(fā)動機制動。第4頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2.4電子控制系統(tǒng)組成：信號輸入裝置(傳感器、控制開關(guān))、電子控制裝置(ECU)、執(zhí)行機構(gòu)。第5頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章自動變速器電子控制系統(tǒng)第四節(jié)電控自動變速器的控制電路第6頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章自動變速器電子控制系統(tǒng)第五節(jié)自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與過程1、換檔控制第7頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章自動變速器電子控制系統(tǒng)第五節(jié)自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與過程1、換檔控制第8頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章自動變速器電子控制系統(tǒng)第五節(jié)自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與過程1、換檔控制

汽車最佳換擋車速主要取決于汽車行駛時的節(jié)氣門開度。不同節(jié)氣門開度下的最佳換擋車速可以用自動換擋圖來表示，如圖12-32所示。第9頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章自動變速器電子控制系統(tǒng)第五節(jié)自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與過程1、換檔控制

如圖12-33所示為操縱手柄在“S”位時換擋規(guī)律。此時無超速擋，2擋使用車速達110km/h以上，且2擋升3擋及3擋降2擋與節(jié)氣門無關(guān)，若使用動力模式換擋規(guī)律，則只能在1擋工作，沒有升擋。第10頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第十二章自動變速器電子控制系統(tǒng)第五節(jié)自動變速器電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與過程3、自動模式控制

電子車速控制系統(tǒng)由電子控制單元（ECU）和真空執(zhí)行機構(gòu)組成，后者包括真空調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門驅(qū)動伺服膜盒、車速控制開關(guān)和制動踏板上的真空解除開關(guān)等部分，如圖12-34所示。第11頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月1.自動換擋規(guī)律換擋規(guī)律：是指兩排擋間自動換擋時刻隨控制參數(shù)變化的關(guān)系。換擋規(guī)律類型：單參數(shù)、雙參數(shù)、組合型。

單參數(shù)換擋規(guī)律

只以車速V為控制參數(shù)。單參數(shù)換擋規(guī)律

升、降擋之間的交錯現(xiàn)象，稱為換擋延遲或換擋重疊，其作用是防止“換擋循環(huán)(不斷地來回換擋)”。第12頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2)雙參數(shù)換擋規(guī)律

控制參數(shù)類型有：車速與節(jié)氣門開度（常用）、液力變矩器泵輪轉(zhuǎn)速與渦輪轉(zhuǎn)速、車速與發(fā)動機進氣歧管真空度等。從換擋延遲角度，雙參數(shù)換擋規(guī)律又分為：等延遲型、發(fā)散型、收斂型、組合型4種。

等延遲型換擋規(guī)律使小節(jié)氣門時可以提前換入高擋，減小發(fā)動機噪聲，又可延遲換回低擋，改善燃油經(jīng)濟性，大節(jié)氣門開度動力較好。

發(fā)散型在大節(jié)氣門開度時換擋延遲所引起的輸入軸轉(zhuǎn)速的變化較大、功率利用差，但換擋次數(shù)較少、舒適性高。第13頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

帶強制低擋的發(fā)散型換擋規(guī)律，使它保持了換擋次數(shù)較少、舒適性高的優(yōu)點，又克服了發(fā)散型的缺點，故它在轎車自動變速器中應(yīng)用較多。

收斂型的發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速低、燃料經(jīng)濟性好、噪聲低、行駛平穩(wěn)舒適，它適合于功率較低的貨車。第14頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月組合型是上述各種類型綜合而成的換擋規(guī)律。

在小節(jié)氣門開度(α＜25%)時，以舒適、穩(wěn)定、少污染為主，采用了單參數(shù)規(guī)律；在中節(jié)氣門開度(25%＜α＜75%)時，以保證最佳燃料經(jīng)濟性為主，兼顧動力性，采用收斂型；當大節(jié)氣門開度(α＞75%)時，則以獲得最佳動力性為準，用等延遲型。第15頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3)智能化換擋規(guī)律

電子自動控制系統(tǒng)可存儲多種規(guī)律供駕駛員選用，不僅有經(jīng)濟性規(guī)律、動力性(又稱運動型)規(guī)律，而且還有一般(日常)規(guī)律、環(huán)境溫度及隨外界條件變化的規(guī)律等。將車速V和節(jié)氣門開度α的組合分成一定數(shù)量的區(qū)域，每個區(qū)域有不同的節(jié)氣門開啟速率程序值。當實際值大于它時，為動力性規(guī)律，反之為經(jīng)濟性規(guī)律。第16頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月常規(guī)換檔特性曲線升檔降檔3－44－3車速節(jié)氣門開度第17頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月常規(guī)換檔特性曲線兩檔位之間的換檔是由ECU根據(jù)換檔特性曲線控制的。它考慮了車速和節(jié)氣門開度等因素。相同車速情況下，升檔曲線和降檔曲線之間存在一個延遲，即兩曲線所對應(yīng)的節(jié)氣門開度值不同，因此掛入高檔時所需的節(jié)氣門開度較大，而掛入低檔時節(jié)氣門開度較小。其作用是：不會因油門踏板的振動或車速稍有降低而重新回到原來的檔位，保證了換檔過程的穩(wěn)定性。有利于減少換檔循環(huán)，防止控制系統(tǒng)元件的加速磨損與降低乘坐舒適性。

第18頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

先進換檔特性曲線

運動型經(jīng)濟型3－44－33－44－3節(jié)氣門開度車速第19頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月先進換檔特性曲線由運動型和經(jīng)濟型特性曲線組成。在檔位操縱手柄上的切換開關(guān)使得駕駛員可任意選擇。運動型換檔曲線兩檔位之間的延遲較短，而且掛入高檔時的節(jié)氣門開度較大，這樣車輛低檔加速時間長，可充分發(fā)揮動力性。第20頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)濟型換檔曲線兩檔位之間的延遲較長，特別是掛入低檔的節(jié)氣門開度小，這樣車輛可較長時間工作在高檔位，發(fā)動機的工作點接近最佳油耗區(qū)，經(jīng)濟性好。具有自適應(yīng)功能，根據(jù)駕駛員的駕駛風格確定換檔特性曲線，如偏運動性或偏經(jīng)濟性。為更好地適應(yīng)車輛不同的行駛工況，如上下坡、牽引及不同風力。變速器的換檔程序能識別行駛中的阻力，并根據(jù)它來確定換檔點。先進換檔特性曲線第21頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動變速器換檔操縱機構(gòu)第23頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動變速器換檔操縱機構(gòu)XE-program自適應(yīng)換檔模式：該模式儲存有多種行駛程序，可根據(jù)不同的行駛工況確定換檔，如：牽引工況、上下坡工況、自由滑行（恒速）、城市工況和扭曲路工況等。

S-program運動模式：運動模式是一性能導(dǎo)向型換檔模式，換檔點處于發(fā)動機較高轉(zhuǎn)速下，因此可充分利用發(fā)動機高轉(zhuǎn)矩和高功率的區(qū)域，動力性好。

M-program手動模式：在該模式下，駕駛員可手動換檔。通常為降低油耗，將部分低檔鎖住，即切換倒手動模式后，變速器僅能在幾個高速檔位之間換檔。通過手柄每次升降1檔。第24頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動換檔規(guī)律自動換檔按油門、車速中的一個或二個參數(shù)來控制。這些參數(shù)應(yīng)按照設(shè)計要求的換檔時刻自動控制換檔，才能保證車輛獲得良好的牽引性能和燃料經(jīng)濟性。相鄰兩排擋間自動換檔點的諸控制參數(shù)之間的關(guān)系稱為換檔規(guī)律。這個規(guī)律是按車輛動力性和經(jīng)濟性對自動換檔系統(tǒng)的要求來設(shè)計的。第25頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)Q檔延遲的作用

保證換檔自動控制的穩(wěn)定性。當自動換上新檔后，不會由于油門踏板振動或車速稍降而重新?lián)Q回原來排位。有利于減小換檔循環(huán)對車輛行駛的不良影響。駕駛員可以對自動換檔進行干預(yù)?？梢蕴崆吧龣n或強制降檔。變化換檔延遲可改變換檔規(guī)律，以適應(yīng)動力性、經(jīng)濟性、使用性等方面的要求。第26頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)Q檔特性圖第27頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月自動換檔的牽引力變化過程設(shè)車輛在節(jié)氣門a2時以I檔行駛。這時車輛加速，當車速增至V3時，在A2點換入II檔。于是按II擋牽引特性工作。如節(jié)氣門開度仍為a2，則換入II檔時應(yīng)在a2點工作。由于牽引力大于行駛阻力，牽引力應(yīng)a2c2變化。第28頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月如果車輛減速行駛，節(jié)氣門開度為a2

時以II檔行駛，由于牽引力小于行駛阻力，車速下降，這時牽引力沿c2a2B2變化。當車速降至V1時，在B2點開始換入I檔。牽引力改為沿b2A2曲線變化。自動換檔的牽引力變化過程第29頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)Q檔特性對車輛動力性和經(jīng)濟件有重要影響。圖中陰影部分就是牽引力不能利用的區(qū)域，這個區(qū)域愈大，動力性愈差。牽引力不能利用的區(qū)域可分為兩種情況。升檔時不能利用牽引力的區(qū)域為實線陰影區(qū)。減速行駛降檔時，不能利用的牽引力的區(qū)域為實線陰影區(qū)加虛線陰影區(qū)。減速降檔行駛時不能利用的牽引力區(qū)域更大、動力性更差。換檔特性對車輛性能的影響第30頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月從提高動力性方面考慮，換檔點應(yīng)按c1c2c3c4曲線進行。如換檔點比該曲線提前(即在較小車速下)，或較晚(在較大車速下)進行，都會出現(xiàn)末被利用的牽引力區(qū)域。換檔特性對車輛性能的影響第31頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月如果換檔時刻離曲線c1c4相近，則車輛動力性良好但燃料經(jīng)濟性差。反之，如果換檔時刻曲線位于低速范圍內(nèi)，即離c1c4曲線遠些，則燃料經(jīng)濟性好而動力性差。一般提高換擋時的車速，能改善動力性，降低換檔時的車速，能改善燃料經(jīng)濟性。換檔特性對車輛性能的影響第32頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

自動變速器的換檔規(guī)律

經(jīng)濟性：希望車輛能盡早掛入高檔位。動力性：希望能在發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩附近換檔，動力性好。舒適性：希望減少換檔次數(shù)。第33頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

等延遲型

第34頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

等延遲型相對于節(jié)氣門開度α而言，2換3和3換2曲線的斜率是相同的。換檔的主要依據(jù)是車速。當車輛以2檔行駛時，車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速工作在藍色直線上，當節(jié)氣門α達到預(yù)定值后，變速器即沿紅色箭頭換入3檔,此時車速為v3。若行駛阻力增大，當車速降至v2時，又換入2檔。駕駛員可在小節(jié)氣門的情況下，在v3′點換入3檔，以改善油耗。該型換檔規(guī)律常用在城市公共車輛上，通過駕駛員的操作，使車輛以小節(jié)氣門高檔位運行。第35頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

增延遲型

第36頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

增延遲型換檔延遲隨節(jié)氣門開度的增加而增加。相對于節(jié)氣門開度α而言，2換3和3換2曲線的斜率是不同。駕駛員在松開節(jié)氣門時，可提前換入高檔，此時v3′點低于等延遲型的v3′。降低了油耗和噪聲。在大節(jié)氣門換高檔時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速接近最大功率點，動力性好，換檔延遲增大，減少換檔次數(shù)，提高了舒適性。但在大節(jié)氣門情況下?lián)Q低檔必須大幅度減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速才能實現(xiàn)，換檔間隔過大，加速性較差。該型換檔規(guī)律常用于后備功率大的轎車上。

第37頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

帶強制低檔的增延遲型第38頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月帶強制低檔的增延遲型增延遲型的改進，目的是能在大節(jié)氣門開度時迅速掛入低檔，以充分發(fā)揮發(fā)動機大功率的潛力，滿足超車、爬坡等需要。駕駛員猛踩節(jié)氣門獲得一個?α的超大行程后，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低不大的情況下車輛被迫換入低檔，因此具有良好的加速性。在駕駛員正常操作時，其換檔規(guī)律同增延遲型。它既保留了增延遲型的優(yōu)點，又克服了其缺點，故應(yīng)用廣泛。第39頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

減延遲型第40頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月減延遲型換檔延遲隨節(jié)氣門開