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AMT控制技术:动力性最佳档位确定法

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:最佳动力性换档规律是指充分利用发动机的牵引性能,使车辆的加速性能最优。在同样的节气门开度下,1档加速最快,最高档加速最慢。最佳动力性换档规律的计算是依据车辆牵引力曲线求得的。由车辆在不同档位下、不同节气门开度时的牵引力特性曲线,取同一节气门开度下相邻两档的牵引力曲线的交点为最佳动力性换档点。在节气门开度到达最大值时时,升档点可能移到接近发动机最大允许转速时才进行升档。

AMT控制技术:动力性最佳档位确定法

上面说的是根据发动机油耗率来选择最佳档位。实际上,档位选择时需要考虑的因素是多方面的。

最佳动力性换档规律是指充分利用发动机的牵引性能,使车辆的加速性能最优。当运行在动力模式的时候,TCU将较少考虑发动机的燃油经济性,而多考虑车辆的加速性能。因此,在这种工况下,车辆的动力性较好,但油耗会高些。

在同样的节气门开度下,1档加速最快,最高档加速最慢。在动力模式下要尽量快地加速,即必须尽可能用低档。低档时可以使发动机的速度升得很快,这样输出功率也很高。最佳动力性换档规律的计算是依据车辆牵引力曲线求得的。由车辆在不同档位下、不同节气门开度时的牵引力特性曲线,取同一节气门开度下相邻两档的牵引力曲线的交点为最佳动力性换档点。如不存在交点,则取低档下发动机转速最高时的工况点为换档点。在节气门开度到达最大值时(WOT)时,升档点可能移到接近发动机最大允许转速时才进行升档。

在动力模式下,当节气门开度急速到达WOT时,说明驾驶人要求最大的驱动转矩,此时要减档提高变速器输出转矩(kickdown)。减档可分为降1档、2档、3档甚至更多档来满足驾驶人的动力要求。一次降的档数越多,通过变速器的传动比减速升矩得到的输出转矩的变化就越大,但同时发动机的转速也上升得越高。降档数的极限就是不能让发动机在降档后超过发动机的允许转速。当然在超高速段,发动机本身的输出转矩可能会下降,也有的发动机在超高速段功率也会下降,所以发动机转速不一定要到达转速红线(危险区),要根据发动机的外特性曲线确定。其次,降档时输入轴要快速增速,以跟随输出轴上齿套的速度。发动机和变速器输入轴这两者的增速都需要时间,尤其是离合器分离后输入轴的增速是依靠同步器的摩擦力传递转矩完成的,快速同步会对同步器提出很高的要求,慢速同步虽有益于同步器,但换档时输入轴增速期间的变速器的输出动力是被中断了的,所以这个时间的延长降低了加速性。因此,降档数多并非一定好,应对这几个方面进行综合考虑。关于同步器的基本知识会在第4章中介绍。

如果能在不分离离合器的情况下调节发动机输出转矩为零后摘档,那么摘档后再通过发动机调高输入轴速度去配合新档位下的输出轴转速就比较迅速。如果再能直接挂档,那就实现了无离合器的换档方式。这种方法在不配备离合器的电动车变速器控制中使用比较普遍。在传统动力系统中通过发动机来准确调速有一定难度,因为调速不准确的话,可能会导致换档不平顺,有冲击感。当然,在动力模式下,用户承受冲击的强度会更大些。无离合器换档的细节问题详见第4章。

上坡时不用高档位是为了保证车辆的动力性能,而下坡时是为了保证发动机有足够的减速功能以求安全。同时为了防止上坡时循环换档、下坡换档时发动机制动功能消失和保证车辆安全,要把降档点向低速方向推迟。上下坡的换档修正因子用来实现降档的推迟。在转弯时需要减速,但又不希望降档,因为转弯后自然会增速,否则降档后又要升档而造成频繁换档问题。但在没有转向角度传感器或车轮速度信号的情况下,转弯换档控制就不好实现。

在自动巡航时,也要发挥动力模式的作用。如在高速巡航的情况下遇到大坡,速度可能就上不去而无法维持巡航速度。如果驾驶人选择动力模式,那么说明他并不计较油耗而重视驾驶的动力性,所以在动力模式下,要尽量满足驾驶人的动力需求进行降档以提高发动机输出功率来维持车速。当然车辆的爬坡能力也取决于发动机的输出功率极限,如果发动机没有动力了,那AMT也没有办法了,只好任其减速。具体策略在15.2节中讨论。

为了真正地满足驾驶人在动力模式下的动力要求,除了修改换档线外,还要从如下几个方面去实施:

①起步快速(要防止发动机速降加大甚至抖动和熄火)。(www.xing528.com)

②放松加速踏板滤波限制,提高加速踏板响应速度。

③换档时开、关合离合器允许快速和一定的冲击(不同系数)。

④可增加同步力,缩短同步时间。

⑤换档时的降低转矩(简称降扭)和恢复转矩(简称回扭)需快速进行,允许有推背感和点头/仰头现象。

⑥KD降档数可以更多些,如一次连降3个档位。

图3-13是某车辆在经济模式下从静止加速到100km/h的速度曲线。这个车辆从静止加速到100km/h的时间很长。从图3-13中可看出各档的加速斜率,其中1档加速斜率最大,5档斜率最小。如果在动力模式下采用到达最高发动机转速后才升档的方法,那么一般在升到3档时就可到达100km/h的速度,这样就可以大大缩短加速时间。

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图3-13 车辆从静止加速到100km/h的速度曲线

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