AMT控制技术及摘档前的降矩目标设置

AMT是动力中断换档，在正式换档前，发动机的转矩必须从原有的驱动模式变为怠速模式以快速分离离合器和摘档。从缩短换档时间的角度出发，如发动机的输出转矩从原有转矩输出值直接下降至零，离合器能瞬间分离就不会导致发动机转速飙升。但是由于发动机动力链的动态特性，发动机转矩不可能瞬间到零，离合器不可能会瞬间打开。前面章节中也提到，当发动机输出正的转矩变成车辆反拖发动机时输出负的转矩而造成的转矩剧烈变化，会引起动力链振荡。变速器的齿间间隙也会出现齿相互撞击而造成冲击和噪声，甚至造成机械性破坏。所以，大部分情况下，不宜将发动机转矩立即降到零或负数，而应分阶段降低发动机输出转矩。

图6-1表示了换档时发动机转矩和离合器位置的对应关系。为了快速平稳地摘档，第一步是快速将发动机转矩降到恒速点所需的发动机转矩，即在离合器到达滑摩区之前发动机的输出转矩等于车辆的行驶阻力转矩，使发动机和车辆都恒速。车辆的行驶阻力和风速、路面坡度和摩擦系数、车重等未知因素有关，更和已知的车速直接相关。所以，目标转矩为

T=k₁v+k₂v²

图6-1 发动机转矩和离合器位置配合控制示意图

在此期间，加速度将会等于零。

第二步是在滑摩区根据离合器位置提供不超额的转矩，避免发动机转速飙升，也尽量避免车辆由于动力减少而明显减速（拖住感和点头感），即要随着离合器的逐渐分离而逐渐降低转矩，此时发动机真正的输出转矩已经小于行驶阻力转矩，车辆依靠惯量维持前进。当离合器到达滑摩点时，滑摩结束，发动机的输出转矩刚好降为零。当发动机的能量不能维持发动机本身在车速下工作时，那么就可能成为输出负转矩而拖住车子。所以，在加速升档过程中发动机不应该使净输出转矩变为负。在此期间，发动机转速和车速都会有一定程度的下降（下坡除外）。

究竟转矩下降的速率应该是多大为最佳，要看动力链的承受能力。在不引起动力链谐振和点头的情况下，越快越好。

其次要考虑的是离合器的分离时间。如果原先发动机输出转矩本来就不大，而离合器分离时间比较长，那么应先逐渐分离离合器。在离合器进入滑摩区时，离合器能传递的转矩受到限制，在滑摩情况下传递的转矩越大，离合器磨损和发热越严重。如发动机的输出转矩降得太慢，输出转矩还是很大，那么离合器一旦分离就有可能造成发动机转速飙升。这会进一步加剧离合器的磨损和影响下一步的同步。相反，如果发动机转矩降得太快而离合器还没有分离，就会造成前面说到的车辆反拖发动机，那么车辆就会出现不必要的降速，驾驶人会由于车辆突然降速（加速度变为负数）而出现严重点头的不适感。所以发动机降矩的快慢要和离合器的位置控制密切接合，要在发动机转速飙升和点头感之间找到最佳点。

下面以一个实例来分析，图6-2中是换档时各有关信号图，该图横坐标为时间，纵坐标为混合物理单位量。从图6-2中可看出如下几点：

①在t=46.5s时，TCU要求从1档换到2档。此时要求发动机降低转矩输出，离合器开始快速分离到离合器最小无滑摩点。理想的情况是在离合器分离到滑摩区开始点之后，发动机和车辆都停止加速但不减速，即a=0。发动机只是提供能量克服车辆的滚动摩擦阻力和空气阻力等，以及避免动力链振荡。

②从图中还可以看出，在发动机降矩的500多ms里发动机的转速仍然在上升。这是由于离合器还没有分离，也没有摘档，发动机输出转矩还是大离并没有使发动机转速上升。

⑥在转矩为零这一时间进行摘档。如果齿轮仍然传递动力，摘档会比较困难，电动机电流会比较大，机械损耗较大，摘档时间会比较长。(www.xing528.com)

一个要特别注意的现象是汽油机输出转矩的变化特性，即在同样的节气门开度情况下，发动机的输出转矩也不一定一致。发动机输出转矩除了受节气门开度的影响之外，普通的汽油机还受如下几个方面的影响，当然它们的影响都没有节气门那么大：

①气缸内空燃比的大小，适量富油时，输出转矩大。

②海拔：海拔越高氧气越少，在同样的节气门开度下，燃油也喷得少，发动机输出转矩越小。

③发动机的好坏：磨损后的发动机输出转矩会减少很多。

④外负荷：空调、充电、灯光等负载，外负荷越大，能作用到车轮的力就越小。

⑤燃油：质量差异，冬天、夏天油成分不同。

⑥点火角：短时间变化。

⑦发动机温度。

⑧EGR的大小。

⑨VVT的角度。

对于一些新式的发动机，还有很多可控因素可以改变输出转矩的大小。

还有一点要特别注意的是，在摘档时，发动机转速飙升并不都是坏事。前面说到，降档时，发动机的转速需要提高。所以在降档时，发动机转速能适度提高为后面平滑接合离合器做准备也是件好事，当然过分飙升是多余的，还会产生噪声。在升档换档时发动机转速飙升，就肯定不是一件好事了。