汽车自动变速器的控制技术

一、起步离合器控制

1、起步离合器的控制要求

（1）结合动力平顺，分离动力彻底。

（2）结合时发动机不停车、不空转。

（3）结合速度能随驾驶员意图变化，并给乘员的感觉保持不变。

（4）上坡起步不溜坡，发动机不熄火。

（5）可靠的低速爬坡功能，帮助车辆平稳越障。

（6）限制离合器传递的最大转矩

2、起步离合器的控制过程

（1）结合阶段：先给离合器一个较大的压力，使得离合器的间隙迅速消除，一段时间后，等从动轮开始运转，即冲油量达到100%，则开始降低压力

（2）结合控制阶段：控制压力逐步上升，通过离合器传递的转矩也越来越大，重点控制阶段。压力曲线上升太快，发动机可能会憋熄火；如果压力曲线上升太慢，滑磨功就会太大，发热损耗比较大。另外外界环境，比如上下坡、平滑路段的变化，以及离合器的老化都会对离合器的控制产生影响。

（3）同步点：主动轮和从动轮完成同步后，将压力加到最大，离合器完成同步

（4）离合器分离：将压力降低到某一个特定的值，将离合器释放，过段时间后，将压力减小到零，充油量也会降为零。

二、有级变速器的换挡控制

对于自动变速器，其关键技术就是如何解决换挡过程中的动力无中断和换挡无冲击的难题。任何类型的有级变速器，从一个档位换到另一个档位时，由于变速器的速比突变，在同一旋转轴线上的连个运动件的转速不等就会造成传递冲击。

对于液力机械式传动自动变速器（AT）、双离合式有级自动变速器（DCT），换挡期间同时存在两条传动路线（即换挡前的传动路线和换挡后的传动路线），参与换挡的两个摩擦元件在控制的作用下逐渐完成过渡的传递方式。

在换挡过程中，一路要退出的传动元件，先要经历一个部分结合的过程，再全部退出工作状态；进入接替的一路传动元件，则先从部分结合的过程慢慢过渡到全部结合的工作状态。

解决换挡无动力中断、无换挡冲击，就归结于两条传动路线的摩擦元件在控制作用下的动作策略，来避免该问题。

换挡过程可以分为三个阶段：换挡预备阶段、过渡阶段、事后调节阶段。

（1）换挡预备阶段：

待退出的接片的压力由满压力减小为：3/4满压力，待结合接片压力由零变为满压力，很短的时间之后，待结合接片压力由满压力减小为1/2满压力。

此时，发动机传递的转矩下降，发动机转速上升。

（2）过渡阶段

待结合接片的压力快速上升，发动机传动的转矩上升，发动机转速下降，检测到发动机转矩上升后，退出接片压力快速下降，退出接片压力减小为接近为零。

（3）事后调节阶段

待退出接片压力减小为接近零时，待结合接片压力则缓慢上升，接近满压。

此时发动机转速缓慢上升，总输出转矩先是下降一点，最后保持不变。

三、无级变速器的夹紧力和速比控制

无级自动变速器（CVT）传动系统的两个任务是：

（1）把发动机输出功率可靠地传递到驱动轮，并尽可能地减小功率损失。

（2）根据汽车的运行条件，按驾驶员选定的工作模式，自动改变传动速比，使发动机维持在理想的工作点。

无级自动变速器（CVT）控制问题可以归结为以下两个问题：

（1）金属带夹紧力控制

（2）速比控制

1、目标金属带夹紧力

（1）主动、被动轮夹紧力的稳态比值

为了保持平衡，主动轮和被动轮的夹紧力之间有一个固定的关系。

（2）金属带传递的转矩与夹紧力的关系

$T^{*}_{in}=\frac{2Q_{DN}\cdot \mu _{DR}\cdot R_{DR}}{cos\alpha }$

$Q_{DN}$ :被动轮的压力

$\mu _{DR}$ ：主动轮摩擦系数

$R_{DR}$ ：主动轮转矩半径

$cos\alpha$ ：金属带的偏离角度

另外： $r=\frac{T_{in}}{T^{*}_{in}}$ , $T_{in}$ :为实际传递转矩， $T^{*}_{in}$ ：为可以传递的理论最大转矩，r：为传递的转矩比

如果主动轮和从动轮之间不滑动，则要求金属带传递的转矩比r<1.

从动缸施加的压力大小决定了转矩比的大小，从动缸压力越大，转矩越大，从动缸压力越小，转矩比越小。

金属带夹紧力控制的基本思想：精确控制金属带传递的转矩比r，并使r趋近于1。

从动缸的目标夹紧力为： $P_{obj}=\frac{T^{*}_{in}cos\alpha }{2Q_{DN}\cdot \mu _{DR}\cdot R_{DR}}$

$Q_{DN}$ :被动轮的压力

$\mu _{DR}$ ：主动轮摩擦系数

$R_{DR}$ ：主动轮转矩半径

$cos\alpha$ ：金属带的偏离角度

$T^{*}_{in}$ ：金属带传递的转矩

2、目标速比

(1) 无级自动变速器（CVT）的速比

$i=\frac{n_{DR}}{n_{DN}}=\frac{n_{e}}{n_{out}}$

$n_{DR},n_{e}$ :主动轮的转速

$n_{DN},n_{out}$ ：从动轮的转速

i为目标速比，一般范围为：0.5——2.5

（2）目标转速比

四、液压控制系统工作原理

以四挡自动变速器为例，有4个前进档的自动变速器通常哟三个换挡阀。

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