AMT换挡

2.换挡品质影响因素
2.1 发动机转矩和转速控制的影响
离合器输入、输出端的转速和转矩之间的关系直接影响换挡品质的好坏。

通过调节发动机的输出转速和转矩使离合器两端的转速和转矩尽量接近，可以提高换挡品质。

发动机转矩和转速控制主要是通过控制节气门开度、发动机供油和点火提前角来实现。

为了防止发送机转矩小于离合器从动轴转矩，使发动机转速急剧下降而引起爆震，造成车身振动甚至发动机熄火，需要先计算发动机目标转速，判断在某一固定油门开度下发动机实际转速是否小于目标转速，如果发动机实际转速小于目标转速，则离合器分离，反之离合器接合。

2.2 换挡规律的影响
换挡规律是换挡控制系统的核心，它取决于选择的换挡控制参数和何时进行换挡等关键问题，换挡规律的好坏直接影响汽车的经济性和动力性，研究换挡规律是掌握汽车换挡理论的基础。

换挡规律没做好，发动机工况和变速器工况就不能得到最佳匹配，可能造成发动机熄火而严重影响换挡品质。

2.3 离合器接合规律的影响
离合器的自动控制是自动变速器正常工作的关键环节，它直接影响换挡品质和离合器的使用寿命。

离合器的自动操纵主要就是对离合器分离、接合的控制，即通过控制离合器操纵机构实现离合器的最佳分离、接合。

离合器接合控制主要指接合速度的控制，直接影响换挡品质。

如果接合过快将造成换挡冲击，甚至熄火；若过慢将使离合器滑磨时间过长而有损其寿命。

控制的参数主要是离合器主、从动盘转速差及其变化率、离合器所传递的转矩等。

在转矩大致相同及转速差小于一定值时，快速结合离合器既能保证换挡时间短又不会产生较大的换挡冲击，离合器的磨损也不会太严重。

2.4传动比与车速的影响
自动变速器的换挡品质受传动比和车速的影响较大。

由于变速器输出轴上的转矩与传动比成正比，所以传动比越大则后备牵引力越大，从而使车身产生的纵向加速度也越大，传动系可能产生的动载荷也越大，此时如果要提高换挡品质就应当放慢接合速度。

此时，车速也间接反映了外界的负载状态，例如汽车在同一油门开度下行驶时，车速越高则说明外部阻力越小，此时离合器接合可以加快。

3.换挡过程控制策略
AMT是通过电控液压操作换挡离合器或制动器来进行换挡操纵的。

换挡时会产生换挡冲击、动力中断等换挡的平稳性，使驾驶更加舒适；减少传动系的动载荷，增加零件的使用寿命；减少离合器摩擦片热负荷，提高离合器的工作可靠性和耐用性。

换挡过程中通常是结合元件结合，另一个结合元件分离。

如果这两个结合元件分离和结合的时间不当，则会造成换挡不平稳；搭接过早会造成动力干涉，过晚会产生动力中断。

换挡过程中作用在结合元件上的油压决定了结合元件所传递的转矩极限。

控制油压的适当变化能够起到减小输出轴转矩的波动、减小结合元件磨损等作用。

换挡的控制即是对结合元件在换挡过程中的动作搭接时序、油压变化规律和发动机转矩的控制。

发动机转矩的控制。

发动机转矩的控制通常采用节气门控制、点火延迟和切断燃油供给等方法，目的是降低换档期间传动系统的转矩减少冲击。

结合元件在换挡过程中的动作搭接时序和油压变化规律是影响换挡品质的主要因素， AMT 换挡过程控制包括鲁两个方面的内容，换挡过程具有较为严格的时序关系，需要进行逻辑控制；另一方面需要通过协调控制发动机、离合器及变速箱等一系列操作对换挡性能进行控制。

3.1 换挡过程
AMT为非动力换挡，换挡时需要切断动力，档位变换完成后，再恢复动力。

如果能实现发动机和离合器扭矩的协调控制，将发动机减少供油和分离离合器合并为一个阶段，将发动机恢复供油和结合离合器合并为一个阶段，那么换挡过程可以按下面逐步进行的4个阶段换挡过程实现上换挡或下换挡。

3.1.1中断动力
AMT的换挡操纵必须分离离合器以中断发动机和传动系之间的动力传递，同时必须控制发动机的供油（采用节气门控制的方式）来避免由于负荷的突然降低而导致发动机转速的急剧上升。

换挡时，先将发动机的节气门调至怠速，再断开离合器，这样，将离合器传递的扭矩降低至零，就不会因为扭矩的突然中断而造成传动系的震荡和车辆冲击。

如果节气门回怠速与断开离合器分别各自独立地同时进行，由于节气门回怠速后发动机动力降低的滞后反应，将造成离合器分离后发动机转速的上升，不利于后期挂挡后离合器主从动部分的同步，使同步时间加长。

3.1.2摘档、选档
在离合器的断开使发动机和传动系分离之后，通过控制选换挡执行机构使变速器从原档位摘除没，并选档到对应新档位的空档（当所选两档处于同一选档槽位，可以没有选档操作）。

由于动力已中断，变速器从原档位选换到空档很容易完成。

这一阶段所用时间完全由选换挡执行机构的设计参数决定
3.1.3挂新档
在挂入新档时，由于变速器主从动齿轮间存在转速差，所以要控制转速差小到一定程度才能挂入新档。

但目前由于同步器的普遍使用，变速器输入轴转速与输出轴转速的转速差依靠同步器实现同步，大大简化了该控制过程的复杂程度。

3.1.4恢复动力
挂入新档后，要通过离合器的接合来恢复发动机动力的传递，同时要根据车辆运行工况恢复发动机供油以保证车辆有足够的动力克服外界阻力。

该过程离合器与发动机的控制策略好坏对换挡品质的影响最大。

离合器接合过快会造成换挡冲击，反之将引起离合器摩擦片的过度滑磨，影响离合器的使用寿命。

3.2换挡控制
换挡过程可分为4个阶段，其中第二阶段摘档、选档和第三阶段挂新档的控制容易完成，其性能主要由选换挡操纵机构确定。

而在第一阶段中断动力过程和第四阶段恢复动力过程中，离合器和发动机的控制策略对冲击度、换挡时间和滑磨功这三项换挡品质都有很大的影响。

中断动力过程控制通常采取先将节气门调至怠速再断开离合器的方式。

节气门回怠速后，离合器传递的扭矩降低至零，此时断开离合器不会引起冲击。

断开离合器的操作应尽快完成，这一过程的完成时间完全由所设计的离合器伺服机构决定。

中断动力过程控制的关键是节气门回怠速的调节快慢和方式。

只要发动机产生的主动力矩不会降得太快，就不会产生冲击和振荡。

因此，在中断动力阶段可按一定降速度调节节气门至怠速。

调节速度可根据加速踏板的踏入量和原档位进行调整。

恢复动力过程与中断动力过程相反，需要将节气门调节至加速踏板给定的位置，需要将离合器由断开行程接合至传递最大动力的完全接合行程。

在没有接合离合器的情况下，恢复发动机动力将由于没有负载而使发动机转速飞升，只是需要避免的情况。

发动机动力的恢复即节气门的恢复应该在离合器接合后或与离合器接合同时协调进行。

在恢复动力阶段，如果采取在离合器接合之后恢复节气门的控制策略，离合器接合速度快或节气门恢复速度快会引起换挡后期的冲击。

为了缩短换挡时间，在离合器接合完成后快速恢复节气门，发动机扭矩快速增加，扭矩快速变化会引起很大的冲击。

离合器接合速度快，发动机转速下降速度快（以上换挡为例），则离合器主从动盘转速差的变化率在由滑磨阶段（离合器传递相同的阶段）时刻（这一同步时刻的时间设为tl）增大。

车辆加速度在tl时刻的不连续变化与离合器主从动盘转速差的变化率成正比，可表示为
式中vn为车辆加速度在离合器从动盘上的等效转速变化率，evn为离合器主从动盘转速差的变化率，eJ为离合器主动侧的转动惯量，vJ为离合器从动侧的等效转动惯量。

由式可知，evn越大，在lt时刻的车辆加速度变化越大，冲击度性能恶化。

离合器接合速度慢或节气门恢复速度慢，换挡冲击小，但产生较大的滑磨功，且换挡时间长而使车辆的动力中断时间长。

因此，必须对发动机和离合器进行协调控制。

离合器接合速度慢，节气门恢复速度快，则会导致发动机转速飞升或离合器主从动盘转速长时间不能达到同步，离合器滑磨功急剧增加。

离合器接合速度快，节气门恢复速度慢，则会导致发动机转速变化快而使evn大，造成冲击和振荡。

采取离合器接合与节气门恢复协调配合进行的控制策略时，离合器以正常速度接合，通过节气门的协调控制使离合器主从动盘转速差的变化率在lt时刻小于设定值，则由式可知车辆加速度变化量不会产生使乘员感到不舒适的冲击和振荡。

结论
在恢复动力阶段，节气门和离合器的控制策略对换挡过程的性能指标影响很大。

为了缩短换挡时间，恢复动力过程要快，势必造成车辆冲击和振荡。

恢复动力过程变慢，平稳性好，则换挡时间加长。

节气门恢复过快，将导致车辆冲击和振荡。

离合器接合速度慢，则滑磨时间长，滑磨功增加。

离合器接合速度快，换挡时间短，滑磨功减少，但离合器在由滑磨阶段进入同步阶段的时刻主从动盘转速差的变化率大，这会引起使乘员感到不舒适的冲击和振荡。

为了达到降低离合器滑磨功、缩短动力中断时间，减少换挡后期冲击的目的，对AMT车辆的道路试验研究结果表明：（1）不能等待离合器主从动盘同步或接合完成后才能进行节气门控制，更不能恢复节气门后再接合离合器；（2）发动机与离合器必须进行协调控制使离。