AMT控制技术：离合器和输入轴滑差控制

当挂好档后离合器接合时，在离合器摩擦片开始接触并传递动力到离合器摩擦片完全抱死就是离合器滑差到零的过程。在无转矩传递或无滑差的情况下，离合器摩擦片不消耗功率。但如离合器在传递转矩并且离合器摩擦片有滑差，那么离合器摩擦片就消耗功率而发热。消耗的能量是消耗的功率对时间的积分，显然在相同的传递转矩和滑差下，这个过程越长，消耗的能量也越多，摩擦片磨损越多，发热也越严重，浪费的能源自然越多。所以从节约能源、减少磨损的角度讲，在相同的传递转矩和滑差下，滑摩时间越短越好。

滑摩时间越短，动力链转矩传递的变化率就越大，冲击可能就越大。由于摩擦盘的减振弹簧和动力链的弹性、惯性等相互作用，这个冲击可能会引起动力链的振荡，使驾驶人和乘员感觉不适，甚至影响车辆机械部件的寿命。

在图5-14中，输入轴在T=1.415时开始抖动，所对应的离合器位置是在452 AD单位，而自学习的滑摩点也是在452 AD单位。这证明这是离合器摩擦片初接触时引起的输入轴抖动。此处输入轴抖动的峰峰值为200r/min。这个抖动应反映到输出轴，引起车身的抖动。

图5-14中，调节发动机转矩的目的是维持发动机转速不要降得太快。值得注意的是在离合器完成传递所需转矩前后输入轴转速和发动机转速的变化关系。开始发动机带起输入轴转速（联系到输出轴），之后输入轴又将发动机转速拉下到低于目标值进而引起振荡。这个振荡的峰峰值接近100r/ min。这种振荡是不允许存在的。

图5-14 换档时输入轴转速振荡

如果能事先将发动机转速调到并维持在理想转速上方一点点并稳定一段时间再接合离合器，那么造成这种振荡的可能性会小很多。但是发动机转速的减小取决于发动机控制器和发动机本身，在断油之后，发动机自由减速。

下面几幅数据图是分析离合器滑差和离合器位置的一组实际测试数据图。图中曲线为一次实车驾驶测试中不同换档档位下换档时离合器的滑差。图中纵坐标是离合器滑差值，横坐标是离合器分离位置，单位是模数转换值。由于是接合离合器，分离位置从大的值逐渐变为小的值，即接合离合器时随着时间的推移从横坐标的右边往左边发展。到左边滑差为零，说明离合器不打滑了。

从图5-15～图5-18这四个图可看出，在各个升档图中当离合器位置为435附近时，有一个信号密集线，这就是在离合器摩擦片刚接触时引起的输入轴抖动，这就是离合器的开始接触滑摩点，简称滑摩点。

通过滑摩点后继续接合离合器，离合器滑差迅速减小。其原因一是发动机本身的继续速降，二是离合器接合降低了车速。由于车辆的惯量比发动机的惯量大，自然发动机减速大于车辆增速，但有时双双减速。

图5-15 1档升2档时离合器滑摩曲线群

图5-16 2档升3档时离合器滑摩曲线群

图5-17 3档升4档时离合器滑摩曲线群

图5-18 4档升5档时离合器滑摩曲线群(www.xing528.com)

表5-1 为从上述数据中统计出来的结果。

表5-1 滑摩点统计

从表5-1和这些图中得出的结论是：

①在这次驾驶测试中，每次接合离合器前发动机的转速都没有和变速器的输入轴同步。低档速差最大，高档速差最小。

②在同一档位的多次换档过程中，无论发动机初始速度高低，离合器接合到达同步的时间相类似，即滑差减少斜率可变，这可归结于离合器在相同的位置在相同的转矩下同步。

③档位越高，其滑摩区的距离越短。

④在速差较大时（>50r/min），速差的减少和离合器位置基本呈线性关系。

⑤要消除动力链的振荡，控制滑摩区转矩的滑差十分重要。当动力链的储能器件缓慢储能时，即增加系统的阻尼就会抑制振荡。阻尼大小就靠离合器的滑差控制。

下面是某公司开发的AMT采用液压控制离合器的一些测试数据分析。该系统中的离合器位置为高值时对应于离合器接合，低值时对应于离合器分离。图5-19是3档降到2档的情况。从图5-19中可看出，离合器先从全接合状态打开到滑摩区稍有停顿，然后快速全部分离离合器。在接合离合器时，先慢速进入滑摩区，然后快速接合离合器，最后慢速接合到底。离合器在200ms内完成分离，然而用了2.28s才完成接合。

升档时有所不同，分离离合器速度有所放慢。图5-20所示为2档升3档的情况，分离离合器时间为540ms，而接合离合器时间为1.68s。离合器保持打开时间为180ms。

离合器的分离速度和接合速度是AMT换档性能的关键因素。慢速分离和慢速接合可避免动力链的冲击和振荡，但是会延长动力中断时间和滑摩时间。长的滑摩时间不但会增加离合器的磨损、能量损耗，还会使驾驶人感觉

图5-19 3档降到2档时离合器位置变化曲线

图5-20 2档升到3档时离合器位置变化曲线

车辆无力，动力性差。所以，离合器的动作速度需与驾驶人的意图紧密结合起来。当驾驶人急速踩加速踏板时，可加速离合器的动作，反之可放慢离合器的动作。加转矩升档时，可加速离合器的动作；反之，减转矩降档时，可减慢离合器的动作。这是人性化的智能控制。