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自动变速器换档控制原理

2011-11-08 32页 pdf 386KB 64阅读

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自动变速器换档控制原理 自动变速器换档控制原理 „ 自动变速器的换档由ECU主要根据节气门开度 和车速决定。 „ 车速传感器是一电磁感应式传感器,将与车速 相关的信息传递给ECU。 „ 节气门位置传感器用来测量驾驶员踩下加速踏 板的程度,ECU根据该信息来调整换档规律、 管路油压、换档感觉和变矩器锁止离合器的控 制。 „ ECU可在给定车速的情况下,根据节气门开度 决定升档或降档的时间。 自动变速器换档控制原理 自动变速器换档控制原理 „ 在80%节气门以上的负荷时,由于混合气加浓 使燃油消耗增大,经济性较差。 „ 在40-80...
自动变速器换档控制原理
自动变速器换档控制原理 „ 自动变速器的换档由ECU主要根据节气门开度 和车速决定。 „ 车速传感器是一电磁感应式传感器,将与车速 相关的信息传递给ECU。 „ 节气门位置传感器用来测量驾驶员踩下加速踏 板的程度,ECU根据该信息来调整换档规律、 管路油压、换档感觉和变矩器锁止离合器的控 制。 „ ECU可在给定车速的情况下,根据节气门开度 决定升档或降档的时间。 自动变速器换档控制原理 自动变速器换档控制原理 „ 在80%节气门以上的负荷时,由于混合气加浓 使燃油消耗增大,经济性较差。 „ 在40-80%节气门负荷时,经济性较好,其中 60%节气门负荷、2000rpm时经济性最佳。 „ 在20%节气门以下负荷时,变速器的机械摩擦 损失几乎等于发动机有效输出功率,经济性 差,车辆不宜工作在该范围。 „ 转速低于1200rpm时,为恶劣工况,发动机工 作不稳定,会熄火。 „ 节气门关闭时,发动机输出功率为负值,说明 可用于发动机制动。 常规换档特性曲线 升档 降档 3-4 4-3 车速 节 气 门 开 度 常规换档特性曲线 „ 两档位之间的换档是由ECU根据换档特性曲线 控制的。它考虑了车速和节气门开度等因素。 „ 相同车速情况下,升档曲线和降档曲线之间存 在一个延迟,即两曲线所对应的节气门开度值 不同,因此挂入高档时所需的节气门开度较 大,而挂入低档时节气门开度较小。其作用是: „ 不会因油门踏板的振动或车速稍有降低而重新 回到原来的档位,保证了换档过程的稳定性。 „ 有利于减少换档循环,防止控制系统元件的加 速磨损与降低乘坐舒适性。 先进换档特性曲线 运动型 经济型 3-4 4-3 3-4 4-3 节 气 门 开 度 车速 先进换档特性曲线 „ 由运动型和经济型特性曲线组成。在档 位操纵手柄上的切换开关使得驾驶员可 任意选择。 „ 运动型换档曲线两档位之间的延迟较 短,而且挂入高档时的节气门开度较 大,这样车辆低档加速时间长,可充分 发挥动力性。 „ 经济型换档曲线两档位之间的延迟较长,特别 是挂入低档的节气门开度小,这样车辆可较长 时间工作在高档位,发动机的工作点接近最佳 油耗区,经济性好。 „ 具有自适应功能,根据驾驶员的驾驶风格确定 换档特性曲线,如偏运动性或偏经济性。 „ 为更好地适应车辆不同的行驶工况,如上下坡、 牵引及不同风力。变速器的换档程序能识别行 驶中的阻力,并根据它来确定换档点。 先进换档特性曲线 传感器 节气门位置传感器 车速传感器 变速器转速传感器 发动机转速传感器 ATF温度传感器 换档手柄位置传感器 ABS传感器 Kickdown开关 控制 单元 执行元件 选档阀 变矩器锁止 离合器阀 主调压阀 换档电磁阀和换档阀 发动机转矩减少 怠速提高 换档手柄锁 空调 换档手柄位置显示 自诊断 自动变速器换档操纵机构 自动变速器换档操纵机构 „ XE-program 自适应换档模式:该模式储存有 多种行驶程序,可根据不同的行驶工况确定换 档,如:牵引工况、上下坡工况、自由滑行 (恒速)、城市工况和扭曲路工况等。 „ S-program 运动模式:运动模式是一性能导向 型换档模式,换档点处于发动机较高转速下, 因此可充分利用发动机高转矩和高功率的区 域,动力性好。 „ M-program 手动模式:在该模式下,驾驶员可 手动换档。通常为降低油耗,将部分低档锁 住,即切换倒手动模式后,变速器仅能在几个 高速档位之间换档。通过手柄每次升降1档。 自动换档规律 „ 自动换档按油门、车速中的一个或二个 参数来控制。这些参数应按照设计要求 的换档时刻自动控制换档,才能保证车 辆获得良好的牵引性能和燃料经济性。 „ 相邻两排挡间自动换档点的诸控制参数 之间的关系称为换档规律。这个规律是 按车辆动力性和经济性对自动换档系统 的要求来设计的。 换档延迟的作用 „ 保证换档自动控制的稳定性。当自动换上新档 后,不会由于油门踏板振动或车速稍降而重新 换回原来排位。 „ 有利于减小换档循环对车辆行驶的不良影响。 „ 驾驶员可以对自动换档进行干预。可以提前升 档或强制降档。 „ 变化换档延迟可改变换档规律,以适应动力性、 经济性、使用性等方面的要求。 换档特性图 自动换档的牵引力变化过程 „ 设车辆在节气门a2时以I档行驶。这时车 辆加速,当车速增至V3时,在A2点换入II 档。于是按II挡牵引特性工作。 „ 如节气门开度仍为a2,则换入II档时应在 a2点工作。由于牵引力大于行驶阻力, 牵引力应a2c2变化。 „ 如果车辆减速行驶,节气门开度为a2 时 以II档行驶,由于牵引力小于行驶阻力, 车速下降,这时牵引力沿c2a2B2变化。 „ 当车速降至V1时,在B2点开始换入I档。 牵引力改为沿b2A2曲线变化。 自动换档的牵引力变化过程 „ 换档特性对车辆动力性和经济件有重要影 响。图中阴影部分就是牵引力不能利用的 区域,这个区域愈大,动力性愈差。 „ 牵引力不能利用的区域可分为两种情况。 升档时不能利用牵引力的区域为实线阴影 区。减速行驶降档时,不能利用的牵引力 的区域为实线阴影区加虚线阴影区。减速 降档行驶时不能利用的牵引力区域更大、 动力性更差。 换档特性对车辆性能的影响 „ 从提高动力性方面考虑,换档点应按 c1c2c3c4曲线进行。如换档点比该曲线提 前(即在较小车速下),或较晚(在较大车 速下)进行,都会出现末被利用的牵引力 区域。 换档特性对车辆性能的影响 „ 如果换档时刻离曲线c1c4相近,则车辆动 力性良好但燃料经济性差。反之,如果换 档时刻曲线位于低速范围内,即离c1c4曲 线远些,则燃料经济性好而动力性差。 „ 一般提高换挡时的车速,能改善动力性, 降低换档时的车速,能改善燃料经济性。 换档特性对车辆性能的影响 自动变速器的换档规律 „ 经济性:希望车辆能尽早挂入高档 位。 „ 动力性:希望能在发动机最大转矩 附近换档,动力性好。 „ 舒适性:希望减少换档次数。 等延迟型 2-33-2 3 档 2 档 Δ n Δ n ′ n v α v2' v3' v2 v3 等延迟型 „ 相对于节气门开度α而言,2换3和3换2曲线的 斜率是相同的。 „ 换档的主要依据是车速。当车辆以2档行驶 时,车速和发动机转速工作在蓝色直线上,当 节气门α达到预定值后,变速器即沿红色箭头 换入3档,此时车速为v3。若行驶阻力增大,当车速降至v2时,又换入2档。 „ 驾驶员可在小节气门的情况下,在v3′点换入 3档,以改善油耗。该型换档规律常用在城市 公共车辆上,通过驾驶员的操作,使车辆以小 节气门高档位运行。 增延迟型 2-3 3-2 3 档 2 档 Δ n Δ n ′ n v α v2' v3' v2 v3 增延迟型 „ 换档延迟随节气门开度的增加而增加。相对于 节气门开度α而言,2换3和3换2曲线的斜率是 不同。 „ 驾驶员在松开节气门时,可提前换入高档,此 时v3′点低于等延迟型的v3′。降低了油耗和噪声。在大节气门换高档时,发动机转速接近 最大功率点,动力性好,换档延迟增大,减少 换档次数,提高了舒适性。 „ 但在大节气门情况下换低档必须大幅度减小发 动机转速才能实现,换档间隔过大,加速性较 差。该型换档规律常用于后备功率大的轿车上。 带强制低档的增延迟型 2-3 3-2 3 档 2 档 Δ n Δ n ′ n v α 50% 100% 0 Δ α v2' v3' v2 v3 带强制低档的增延迟型 „ 增延迟型的改进,目的是能在大节气门开度时 迅速挂入低档,以充分发挥发动机大功率的潜 力,满足超车、爬坡等需要。 „ 驾驶员猛踩节气门获得一个∆α的超大行程 后,在发动机转速降低不大的情况下车辆被迫 换入低档,因此具有良好的加速性。 „ 在驾驶员正常操作时,其换档规律同增延迟型。 它既保留了增延迟型的优点,又克服了其缺 点,故应用广泛。 减延迟型 2-33-2 3 档 2 档 Δ n Δ n ′ n v α v3' v2' v2 v3 减延迟型 „ 换档延迟随节气门开度的增加而减少, 其节气门曲线呈收敛型。 „ 在大节气门开度的情况下,换档时发动 机转速差最小,动力性好。 „ 在小节气门开度时,换档延迟增大,避 免了换档过多,发动机可在较低的转速 下运行,燃油经济性好,噪声低。该型 换档规律常用于比功率较低的货车。 丰田A140E四档自动变速器 E档换档曲线 丰田A140E四档自动变速器 D档换档曲线 现代索纳塔KM175自动变速器 D档换档曲线 现代索纳塔KM175自动变速器 E档换档曲线
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