自動變速器坡道模式在實際工作中的控制應用及換檔質量評價

潘宏博，方立輝，丁麟，李延斌，王惠

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自動變速器坡道模式在實際工作中的控制應用及換檔質量評價

潘宏博，方立輝，丁麟，李延斌，王惠

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章主要針對自動變速器在坡道模式中意外換檔和頻繁換檔弊端加以分析，提出具有駕駛員意愿識別的換檔規律，保證駕駛的動力性，在此種模式中可以大大減少換檔次數，保護自動變速器，并且該做法已經成功應用到已經量產的變速器中，而且也對換檔質量進行了主客觀的打分，具有較強的指導實踐意義。

換檔次數；坡道模式；意外換檔；換檔循環；坡度

1 引言

自動變速器換檔規律控制是確保車輛換檔平順的關鍵技術之一，傳統平路兩參數換檔線會有頻繁換檔，意外換檔以及動力不足等情況，針對以上問題，本文分析設計不同的坡道，在換檔過程中的變化，加入駕駛員意愿判別，并根據車輛駕駛工況，調節換檔規律，該模式具有實現簡單，可根據車重等車輛信息進行匹配等好處，該模式應用于量產的變速器上，并對此種模式進行了主客觀評價。

2 坡道換檔的原理普通換檔線在坡道模式中的影響

本文以上坡下坡兩種工況分別進行坡道模式換檔換檔線設置原理的講解，在傳統換檔線設置條件下容易出現換檔循環現象，假設車輛形式在在上坡工況中，當汽車此時驅動力和車速對應是圖中的B點時，根據傳統兩參數換檔線，上坡工況下車輛所需驅動力大于平路驅動力，油門開度要更大，所以此時變速器對應的應該是三檔，假設是圖中的即C點。由于坡道阻力的存在，保持與平路相同的驅動力，會導致車輛驅動力不足，車速下降，假設是圖中D點。與上述原理相同，此時的自動變速器將換入抵擋為，增加驅動力假設是A點。但車輛一直保持正驅形式，所以要保證汽車驅動力大于坡道阻力，此時自動變速器又到B點，這樣如此反復，磨損自動變速器。

下坡工況中，汽車在坡道上受到的坡道阻力與汽車形式方向相同。車輛在某一油門開度處于下坡工況行駛時，假設是圖中A點下坡行駛，但此時車輛處于下坡工況下，動力除了車輛本身的驅動力還有額外沿坡道向下的重力分解出的加速度，穿越升檔線到大圖中的B點，由于此時車速增加檔位也升高，駕駛員必將踩剎車制動車輛，油門開度變小，到達圖中的C點，當由于制動引起的車速變小時候車速又圖中的從C點將至D點。這種從A點穿越換檔線到達B點的的換檔是駕駛員不希望產生的。

3 坡道換檔模式具體實施辦法以及換檔數據分析評價

結合上述對坡道模式特性的分析，針對坡道工況，提供具體解決辦法：

3.1 上坡升檔

在上坡升檔工況中，為了避免換檔循環，根據坡道坡度將換擋線平移，從圖一中可以看到，此時在上坡工況中，在圖中B點位置，由于驅動力變大，導致車輛進入高檔位，如果此時將原有的車速點根據坡道坡度變大，就會避免此時的換檔，此時就不會因為驅動力不足而導致換檔循環的現象；如果此時車速不變的情況下，將原有車速點根據坡道坡度調整變大，也可保證在低檔位有更大的驅動力。綜上，在上坡升檔的工況中為了避免換檔循環的情況，根據坡道坡度的大小，移動換檔線。

如圖3所示，上坡時油門和車速頻繁變化，但換檔次數很少，主要在2/3檔，沒有頻繁換檔現象。

3.2 上坡降檔

同樣在上坡降檔工況中，也存在換檔循環的現象，當然此時更多的是駕駛員意愿降檔，為了避免換檔循環現象可根據上坡升檔原理調整換擋線。同時在上坡降檔中加入了駕駛員意識，模擬上坡坡道坡度過大，增加驅動力時候需要降檔，其次模擬駕駛員進入上坡轉彎坡道時，需要降檔，保證驅動力的同時，同時將速度也降低，保證再次加油門起步時依然有足夠的動力升檔加速。

如圖4所示，該圖是入彎時提前降檔，可以保證減速增加驅動力，出彎時換檔完成時，踩油門加速響應快。

3.3 下坡升檔

在下坡升檔工況中，為了避免換檔循環，根據坡道坡度將換擋線平移，如果將換檔線向車速變大的方向平移可以避免在圖中A點位置由于額外增加的加速度導致的意外換檔的情況。如果駕駛員踩油門，這時是駕駛員有動力升檔的愿望，可以根據此時的換檔模式將換檔線平移回來，即可以采用原始換檔線。

在圖5中的實際換檔點數據統計，可以看出在下坡換檔過程中，已經在“0”油門附近進行了換檔點的偏移，換檔點根據坡度的增大而變大，如圖6所示。

3.4 下坡降檔

在下坡降檔工況中，為了避免意外換檔，首先根據坡道坡度將換擋線平移，具體原理可以根據上述分析下坡工況中意外換檔的信息得到。再此基礎上，可以模擬駕駛員意愿來判斷降檔的檔位，具體做法是根據在根據此時降檔時的車速和減速度等判斷，并將影響因素加入到換檔線中，從而達到快速降的目的。

從圖7中是模擬正常用戶下山的實車采集的數據圖，可以看到，檔位基本保持在2、3檔，但是車速，這時都比原地的2、3檔的換檔車速高，而且從整體看，在駕駛員反復更改意愿換檔的時候，換檔也不頻繁，實現了設計的目的。

當駕駛員想快速下山時，我們也做了相應的策略方案，為了保證駕駛員的安全，避免高檔位的換檔，同時要減少意外換檔，從圖八實測數據圖中可以看出，檔位基本保持在4、5檔，而車速最高可高達80km/h，相比較平路換檔點來說，此時的車速，對應的檔位是6檔，從整體換檔數據看，換檔次數也明顯變少，達到設計預期。

4 結束語

本文介紹了一種直觀方便實施的自動變速器坡道換檔控制系統，該方法不僅僅可以實現避免意外換檔和換檔循環，保護自動變速器，而且在坡道中加入了模擬駕駛員意識的方法。據實際數據統計，坡道坡度可覆蓋最大可達到15°左右，并且從實車數據表現看換檔效果好，主客觀評價得分均在8分以上，該款變速器已經成功量產，該款產品在市場上具有較好的反饋。

Control application of automatic transmission ramp mode in actual work and shift quality evaluation

Pan Hongbo, Fang Lihui, Ding Lin, Li YanBin, Wang Hui

（Harbin Dongan Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd Technology Center, Heilongjiang Harbin 150060）

This paper mainly analyzes the drawbacks of accidental shift and frequent shift of automatic transmission in ramp mode, A shift rule with driver recognition is proposed. A shift rule with driver recognition is proposed. This mode can greatly reduce the shift times, protect the automatic transmission, and ensure the driving power. And this method has been successfully applied to the production of transmission, but also the shift quality of the subjective and objective scoring, has a strong guiding practical significance.

Shift times; ramp mode; accidental shift; shift cycle; gradient

B

1671-7988(2018)22-289-03

U461.99

B

1671-7988(2018)22-289-03

U461.99

潘宏博，就職于哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.104