第一节 自动变速技术的分类及发展趋势
变速器可使汽车实现车速和扭矩的变化,按照变速器的操纵方式不同,分为强制操纵式和自动操纵式。强制操纵式即驾驶员通过离合器、换档杆和油门踏板的配合来换档的变速器。强制操纵式变速器的传动效率高,现在仍大量使用,但起步和换档时有冲击,驾驶员操作易疲劳,产生不安全因素。自动操纵式就是驾驶员只通过油门踏板就可换档的变速器,即所谓自动变速器。
目前国内外汽车自动变速器主要有液力机械式自动变速器(Automatic Transmission,简称AT)、机械式无级变速器(continuously variable transmission,简称CVT)、电控机械式自动变速器(automatedme—chanical transmission,简称AMT)。按动力源又可分为液压、电动、气动3种形式。
1、AT传动系统
AT传动系统是指液力变矩器加行星齿轮变速器,或固定轴式变速器增加自动变速操纵系统组成的自动变速系统。AT是以液体为传递介质,通过工作液体与工作轮叶片的相互作用来改变转矩。完整的自动变速器由3部分组成:液力偶合器(液力变矩器)、行星齿轮变速器或固定轴式变速器(即机械变速器)和自动换档操纵系统。其中,前者起到离合器的作用,且可以在小范围内无级改变传动比;机械变速器在自动换档系统的控制下,较大范围内完成换档变速功能,所以通常称为液力机械式自动变速器。液力偶合器中液体在循环流动过程中没有受到外力,故其不改变传递的转矩。但是,工作介质为液体,涡轮和泵轮之间可以有较大的转速差,因此可以保证汽车平稳起步和加速,减少传动系的扭转振动并防止传动系过载。液力变矩器除起到传递转矩的作用外,还能够随着汽车行驶阻力的不同而自行改变变矩系数和传动比。它具有无级连续变速和改变转矩的能力,对外负载有良好的自动调节和适应性,使车辆起步平稳,加速迅速均匀。其减振作用降低了传动系的动载和扭振,延长了传动系的使用寿命,提高了乘坐舒适性、行驶安全性、通过性及车辆的平均速度。但单个变矩器存在效率不高、变矩范围有限的问题,需串联或并联一个定轴式或者旋转轴式机械变速器,以扩大变速和变矩范围。
现代无级变速器传动效率提高,油门反应快、油耗低,随着汽车技术的进步,已经越来越不满足于液力自动变速器,从实现汽车从有级变速阶段向无级变速阶段的飞跃。福特、奥迪等企业纷纷推出了能够匹配大排量发动机的无级变速器。目前国内的自动档基本上全是液力自动变速器,只有奥迪采用了无级变速器。奥迪无级/手动一体式变速器,其就在原有的无级变速器基础上,进行多项技术上的创新、改进和提高。
目前,AT传动系统占据自动变速系统的主导地位,在美国和日本有着很高的市场占有率,目前国产汽车装备的自动变速器采用的都是AT变速系统。AT传动系统简化了操纵、提高了舒适性和车辆平均速度以及行驶安全性和通过性,但是它存在传动效率低、结构复杂、制造困难及成本高等缺点液力自动变速器的发展历经采用多元件工作轮液力变矩器、闭锁离合器、增加行星齿轮变速器档位及电子控制等多种方法,采用换档点控制、变矩器闭缩离合器控制及换档质量控制等,使之综合经济性能进一步提高。
2、CVT传动系统
1886年德国Daimlar—Benz公司最早将其生产的V型橡胶带式无级自动变速传动应用于汽油汽车上。1958年H.VanDoorne博士成功研制了V型橡胶带式无级自动变速器(即Variomatic无级自动变速器),并装备于DAF公司的小型轿车上。后来他又研制成功了金属带式无级自动变速器VDT—CVT,并于80年代后期实现商品化。VDT公司又于90年代研制成功了性能更佳的第2代VDT—CVT传动器。
机械式无级变速器与液力传动自动变速器相比,在操纵方便性和乘坐舒适性方面可与液力变矩器相媲美,而其传动效率却远高于液力变矩器。更主要的是它能最好地协调车辆外界行驶条件与发动机负载,充分发挥发动机动力,提高整车燃油经济性。从理论上讲CVT可使发动机始终在经济工况下运行。
目前我国CVT已经进入实用阶段,一汽-大众生产的奥迪A6轿车已选装CVT无级变速器,它采用带/链传动,是奥迪公司首家推出能够应用于功率和扭矩分别达到150kW和300Nm的V62.8L发动机系统的CVT变速器,并且正在制定一个在行驶性能、燃油经济性和动力性及舒适性等方面的新标准。
3、AMT传动系统
电控机械式自动变速器以其传动效率高、成本低和易于制造等优点在自动变速器家族中占有重要的地位。AMT的发展大致分为3个阶段:
1)发展半自动AMT。通过全机械或液压控制实现离合器的自动化,这种系统的控制效果不好,没有太多的应用。
2)发展全自动AMT。重点是离合器的起步控制、换档操纵规律,使AMT进入了实用阶段。
3) 研究 智能化的AMT。采用神经网络、模糊控制等智能控制方法,使离合器的起步控制和换档操纵规律与外界道路环境情况、人的主观驾驶意图、车辆的运行状态密切相关,以提高AMT传动系统的智能化。
目前,电控自动变速、电控发动机、防抱死制动系统(ABS)及防侧滑系统(ASR)等相继在车辆上使用。因此,将AMT的控制同发动机、ABS及ASR等相结合,实现动力传动系统一体化控制,可提高传动系统的性能,优化控制效果。
现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速器或无级变速器方向发展。采用无级变速器可以节约燃油,使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比,能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转,从而获得最有利的功率输出,无级变速器传动比传统的自动变速器结构更简单而紧凑。自20世纪90年代以来,随着电子技术的飞速发展以及用户对它的操纵性能、舒适性、安全性能等方面的苛刻要求,世界上许多汽车生产厂家不断投入人力和财力,大力加强自动变速器的技术 研究 ,促进其不断的向前发展。
第二节 新技术研发、应用情况
一、中发联动态
中发联是在国家发改委推动下,由12家(一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、中顺、长城)中国车企联合成立的投资有限公司。在中国企业对发动机技术已经普遍掌握的情况下,自动变速器技术一直被认为是汽车核心零部件的最后堡垒,也是被看作最有可能实现联合开发的技术。
中发联重点事件列表
时间 事件 注解
2008年6月 一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、长城、中顺等12家本土汽车企业共同投资成立中发联。 发改委牵头成立中发联的初衷是,降低合资企业成本的同时,国内企业也减少了研发领域的重复投资。由于中发联集中了12家主要的自主品牌企业,其庞大的市场份额也许可以作为外方技术转让的筹码。
2008年11月 联合了12家中国本土汽车制造商的中发联投资有限公司与博格华纳(中国)投资有限公司在北京签署了双离合器(DCT)项目合资合同,双方将合资成立博格华纳双离合器传动系统有限公司。 在比较了多种技术路线之后,发改委决定引进博格华纳的DCT技术,合资谈判成功后,在国内汽车企业中征询加盟者,最终确定了12家企业名单和各自的股比。
2009年5月 博格华纳、中发联DCT控制模块大连合资厂奠基 工厂主要开发生产汽车双离合器自动变速箱中的核心产品:双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块,计划年产量达到50万套模块。双离合器变速箱是当今世界技术最领先的自动变速箱,博格华纳大连新工厂的成立将填补我国汽车产业在这方面的欠缺。
2009年7月 中发联团队就DCT开发拜访吉孚位于德国阿尔斯多夫的总部 基于对吉孚在变速箱领域的专业度及开发经验方面,以及吉孚在中国建立的本地化研发实体,成为此次讨论的关注点。双方希望能在将来就DCT在中国的开发展开合作。
2009年7月 中发联总裁张仁琪带领中发联旗下一汽、长安、江淮和长丰汽车四家公司共9人参观考察了德国吉孚(GIF)、霍弗(Hofer)公司和英国的里卡多(Ricardo)三家变速箱设计开发公司。 中发联计划在DCT变速箱总成设计开发领域成立一家合资公司,此次赴欧洲考察就是为了寻找合资对象。
二、自动变速技术应用 分析
1、商用车辆
ZF公司有着多年来从事商用车辆自动变速器生产的经验。最初投入应用的产品已超过10年。应用领域从重型长距离运输车辆、建筑工地的重型卡车到巴士、轨道起重机车辆。配备自动变速器的卡车使得运输企业具有显著的优势:利用自动换档程序减少燃油消耗。利用软件替代机械零部件的功能以增加装载量。通过更长的离合器寿命和避免误差操作以减少维修成本。减轻驾驶员负担以提高安全性。
2009年年初国务院发布的汽车产业振兴 规划 中明确提出:“今后三年,在新增中央投资中安排100亿元作为技术进步、技术改造专项资金,重点支持汽车生产企业进行产品升级,提高节能、环保、安全等关键技术水平;开发填补国内空白的关键总成产品;建设汽车及零部件共性技术研制和检测平台;发展新能源汽车及专用零部件。”
而公布的重点技术改造项目中,商用车自动控制机械变速器(以下简称AMT)赫然在列。无论是AT(自动变速器)还是AMT,国内商用车的自动变速器市场几乎被采埃孚、艾里逊和伊顿3家外资企业所垄断,国内相关产品的产业化仅从2008年才崭露头角。
2008年底,谁是国内首家装配自主AMT重卡的争论在一汽解放和中国重汽之间展开。2008年12月,一汽解放5辆装载自主研发AMT的重卡产品交付用户。一周后,在中国重汽2009年商务大会上,中国重汽高调推出搭载自动变速器的HOWOA7重卡产品,并宣布中国重汽与威伯科合作研发的“重汽智能手自一体”16挡电控变速器进入量产阶段。一时间,国内重卡是否进入AMT时代的讨论热火朝天。
相比而言,客车装配自动变速器的案例已经很多,北京公交采购的低地板公交车大多采用采埃孚等外资企业的自动变速器产品。
2、乘用车辆
目前,中国乘用车用自动变速器生产企业数量很少,配套规模每年约为30万台左右。中国具有自动变速器生产能力的生产企业基本是合资企业,主要有:上海采埃孚变速器有限公司、北京摩比斯变速器有限公司、采埃孚传动技术(苏州)有限公司、天津艾达自动变速器有限公司等,自主品牌自动变速器生产企业只有吉利汽车一家实现了产业化,自2005年初开始装车投放市场,一年中累计装车6000余辆。
为中国乘用车配套的国外自动变速器生产企业主要有:丰田汽车公司,日本爱信精机公司、捷特科(JATCO)、采埃孚(ZF)、日本Mazda公司、日本大发工业株式会社、德国福伊特(VOITH)公司、戴姆勒克莱斯勒股份公司、法国雷诺公司等。
3、工程车辆
从上世纪80年代开始将自动变速技术应用于工程车辆中,目前自动变速技术主要应用在装载机、平地机、推土机、叉车和自卸车等。80年代初期,VOLVO装载机变速器首次采用电子控制自动换挡。1994年美国DPTECNORD公司已开始生产动力换挡变速箱的电液比例换挡控制系统。根据各制造厂变速箱的控制原理和结构尺寸,设计、制造其相应的电子液压比例换挡控制系统,对原手动换挡变速箱进行电液比例控制换挡的升级改造。改造后的换挡控制系统具有技术性能先进、可靠性高、效率高、操纵轻松方便等优点,并具有多项安全保护功能,大大提高了装载机的工作可靠性、安全性、作业效率。到90年代中期,美国70%以上的工程机械装备了自动变速器,日本达到了60%,欧洲发达国家也达到了30%。如今,国外带全自动变速系统的变速箱已产业化,半自动和全自动电液换挡控制系统在国外工程机械上已广泛应用。如CAT、VOLVO、JCB及小松等工程机械企业,其生产的装载机基本上均采用该类变速换挡控制系统。
美国CLARK公司生产的变速器设有自动换挡变速控制系统(PAS)。系统中的微处理器可根据发动机油门、变矩器、变速器等装置的实际工况,控制变速器在适当时候自动换挡,缩短作业循环时间,降低燃油消耗量,同时减少换挡冲击,增加驾驶员操作舒适性。
德国ZF公司的WG200动力换挡变速器的换挡策略根据装载机一挡只用于铲土阻力较大时使用这一实际作业工况,设置了KD(即Kickdown)键来快速降入一挡,增大推进力,铲土完成后,直接倒二挡退出。KD键的设置,大大简化了操作过程,提高了生产率,减轻了司机的劳动强度。卡特比勒公司研制的电子控制变速器是一种对发动机和变速器整体进行控制的自动变速控制系统,可控制发动机转矩、油耗、油液液面高度等。
瑞典VOLVO公司的轮式装载机配备的APSII今自动换挡控制器具有世界先进水平。变速器的换挡选择装置是由电磁阀控制的。微型计算机对发动机转速和车轮转速进行处理,再把处理的信息传送给电磁阀,令电磁阀控制装载机在最佳时刻换挡,从而减少循环时间,提高生产率,降低油耗,提高作业经济性,且永不错位换挡。
目前,日本工程车辆自动变速技术的 研究 处于世界领先地位。川崎重工公司KLD97Z型轮式装载机采用的自动换挡控制变速器,由微型计算机判断车速与发动机匹配的最佳速度范围,对变速用的电磁阀进行控制,实现自动变速或自动制动控制。其控制器易于进行动作的确认和故障诊断,并具有自诊断功能。由于采用电子式变速控制,变速杆的前进与后退及换挡操作就变成为指触(键盘)式,使运转操作十分轻便,减轻了司机的疲劳。小松公司的WA500—3和WA600—3装载机可以根据工作方式和操纵杆位置的不同而在一定范围内实现自动变速,并且具有自动降挡开关(DDS),在2挡或车速12Km/h以下,操作降挡开关则可降为1挡。若想保持3挡或4挡,只需按下动臂操纵杆旁边的保持开关,便能保持该挡不变。目前,日本小松公司已经开始开发研制无人驾驶装载机,走在世界工程机械的前列。
目前国外对液力自动变速控制系统的 研究 主要集中在换挡策略的开发和换挡品质的改善。上世纪9O代初,N.Narumi和H.Suzuki对车辆传动系统控制的发展趋势进行了预测,认为离合器闭锁控制和挡位优化控制将是未来数十年传动控制的发展趋势,而无级变速则更具有潜在的开发前景。HiroshiYamaguchi和YasushiNarita等利用模糊控制技术对液力机械传动车辆进行了变速器选挡控制,并取得了预期的成果。JohnJ.Moskwa和ScottA.Munns等在他们的论文中较为系统地阐述了车辆传动系统数学模型建立的基本原理和试验方法。Andreww.Phillips和DenniSN.AssaniS利用计算机对某5吨车辆液力机械传动系统进行了仿真 研究 ,并且提出了改进燃油经济性和车辆性能的方案。KoheiKusaka和YasunoriOhkura对装备有液力机械传动的垃圾车换挡执行机构(电液控制阀)进行了大胆的改造,控制离合器的接合力,使换挡过程更加平顺。ToshimichiMinowa和TatsuyaOchi等也利用转矩估计的方法对换挡平顺性问题进行了 研究 。GamalAhmedElnashar博士建立了车辆自动变速模糊和神经网络控制器,并根据选定的模糊逻辑控制参数和网络权值在计算机上进行了仿真 研究 。
我国对工程车辆自动变速技术的 研究 起步较晚。直到上世纪9O年代,重大工程机械装备如5.4立方米轮式装载机和42吨集装箱叉车上才采用了自动变速器。但该自动变速器并非自行研制,而是从美国CLARK公司购买的。目前,我国工程机械的整体水平较低,许多关键性技术没有突破,特别是在提高作业效率,减少工作强度方面。工程车辆自动变速技术还处于“引进一消化一吸收”的阶段。柳州工程机械股份有限公司在ZL50轮式装载机上装配了德国zF公司的自动变速器,虽然价格昂贵,但是由于率先开始了产品的技术更新换代,已引起国内同 行业 厂家的关注。大连叉车总厂在FD420叉车上引进了美国CLARK公司的APCIO0自动变速器。山东工程机械集团有限公司也开始在引进的日本小松D155推土机上进行自动变速系统的开发。这些厂家仍只停留在引进传动装置总成的阶段,对于国外引进技术的消化和吸收力度仍很欠缺。
吉林大学、北京理工大学、同济大学等多家单位均对液力自动变速控制技术进行了 研究 ,并取得了一些科研成果。北京理工大学通过军用车辆成熟技术部分移植到民用汽车上,实现了液力自动变速器的电子控制,其电控硬件、软件具备了实用化水平。在国内汽车 行业 ,实现了液力自动变速器电控操纵系统的产品化开发。同济大学利用逻辑法对液力自动变速液压系统进行 分析 和设计,并建立了液力自动换挡过程的通用动力学数学模型。此外,还建立了换挡平稳性主客观指标相关的神经网络模型,从而对改善液力自动变速器的换挡品质具有一定指导意义。吉林大学率先将智能控制理论应用到工程机械中。将自适应理论与模糊技术相结合 研究 了基于模糊自适应自动变速控制策略。通过在TY320推土机的试验,证明了具有模糊自适应能力的变速器可以对车辆使用质量的变化产生自动适应性。同时,针对液力自动变速器(AT)存在的低效率问题提出效率换挡策略,并对这一换挡规律进行了初步探讨,通过台架试验验证了其可行性。而后,将智能控制理论应用于工程车辆自动换挡控制。
随着我国经济的发展,国内用户对工程车辆整机性能要求也将越来越高,因此,将电子技术、自动控制技术和人工智能技术应用于工程车辆中,对其传动系实现自动控制,开发具有智能化的工程车辆自动变速器是提高整车自动化水平和产品性能价格比的一项关键技术,也是今后发展的必然趋势。
4、重型车辆
重型车辆变速器的发展方向是半自动或自动换档,由于自动变速器可保证发动机稳定地在高扭矩的经济转速下工作,操作容易,大大简化了驾驶员的频繁换档操作,使重型汽车的驾驶变得更加轻便。培训简单,驾驶舒适,零部件寿命延长,车辆使用率提高,动力性,经济性均较好,欧美发达国家和香港、泰国等地公交车辆几乎全部采用自动变速器。重型车辆配置自动变速器的比例逐年增长,据肯沃思公司称,他们生产的重型牵引车中有12%带自动变速器,弗莱特林那公司售出的卡车有15%带自动变速器。目前,生产自动变速箱的厂家主要在欧美,而100kW(135HP)以上自动变速箱,美国艾里逊和德国ZF两家的市场占有率达95%以上,其中艾里逊达8O%以上。
在几种型式的自动变速系统中,ANT技术是重型车辆自动变速的一个重要发展方向,其运用率正逐步上升,并得到了用户的认同。从上世纪90年代开始,美国、德国生产的重型车开始使用电控机械式自动变速器,从而使复杂多变条件下工作的车辆的换档品质和起步性能得到提高。
国内重型车辆自动变速传动系统开发生产尚处于起步阶段,存在AT和AMT两条道路。显然AT的结构远比传统的定轴式机械变速器复杂,其制造技术及成本价格都高得多。尤其是其自动控制系统的液压阀组,不仅制造难、成本高,而且对动力传动系及整车参数的适应性也差。所以,虽然AT技术已很成熟,并受到了广泛的欢迎,但在产品易变型、多品种、批量小及汽车工业整体技术水平尚不高的情况下,使得AT的适用范围受到了局限。
目前,中国重型车辆装用的都是手动机械式变速器,形成了相当规模的生产能力,AMT是一种经济型的自动变速器,在重型载货车上具有广阔的应用空间。AMT与AT相比,更适合中国的汽车工业现实。开发生产AMT可以保留原有的手动变速器生产线,可大大节省用于重建专业生产线及设备的投资,因而具有巨大的现实意义。
第三节 国外技术发展现状
AT适合于中高级轿车,研发主要在美国和日本,从上面的介绍可知AT的效率主要损失在液力变矩器,首先从变矩器本身入手来提高效率,采用结构简单的三元件两相变速器,运用三维流动理论进行变矩器设计优化等。其次采用闭锁离合器在高档时将液力传动变为机械传动,但是发动机的振动和噪声就无法隔绝,为了解决此矛盾,各变速器厂商采用了闭锁离合器打滑控制,控制闭锁离合器摩擦片上的压紧油压,产生微小打滑来衰减发动机的振动,油耗增加很少的情况下平稳性大大提高。另外,增加AT的档位同样可以改善燃油经济性,预计6档AT将很快普及。所有提高AT效率的措施和控制都是TCU来实现的,通过增加换档模式、完善换档规律和换档策略,性能得到提高的同时也极大的满足了驾驶者的意愿。日本AisinAW为上海汽车Roewe750精心打造的Triple-mode5AT将其匹配的2.5KV6发动机的各项性能发挥的淋漓尽致。
由于能源和环境问题日益严重,对AMT的开发被再次提上日程,研发主要在欧洲,除了在控制器集成化,发动机和变速器联合集成控制方面外,还对传动不平稳和动力中断提出改进措施。如双质量飞轮(DualMassFlywheel)可以大大降低发动机转速和扭矩的不均匀性,使整车振动和噪声降低。近年来,出现了自动换档变速器,AST(AutomatedShiftTransmission),希望改进AMT的两大缺点,在现有的AT基础上将变矩器改为湿式离合器,具有了类似AT的性能,但传动效率比AT高,难度在于湿式离合器的控制,目前还处于概念研发阶段。
DCT由于综合了AT和AMT的优点,被认为是最有前途的自动变速器,先进技术主要在欧洲,特别是德国大众公司在2003年推出了双离合器变速器DSG(DirectShiftGearbox),并用于高尔夫R32、奥迪TT3.2等车型,据其数据,这种2个离合器的设计,对车辆加速和节油方面均有提高。
第四节 技术开发热点、难点 分析
通常自动变速器仅以车速和节气门开度作为换挡控制参数,根据平路行驶时确定的最佳燃油经济性或最佳动力性换挡规律进行换挡。这种未考虑行驶环境信息,仅基于汽车行驶状态的换挡系统虽然在通常的行驶环境中具有令人满意的性能,但当汽车在特定的行驶环境行驶时可能产生问题,如:上坡行驶时的换挡循环问题、下坡行驶时不能自主利用发动机的牵阻作用使汽车减速的问题、转弯时的频繁换挡问题以及湿滑路况下的打滑问题等。为解决这些问题,一般通过在自动变速器上加装各种辅助按键(如运动、雪地、冬天等模式按键)以及设置换挡手柄的不同柄位等方法来帮助驾驶员完成驾驶任务。虽然在这些众多辅助装置的帮助下,通常的自动变速器能够工作于各种行驶环境中,但大量的按键和手柄柄位显然增加了驾驶员的工作负担,提高了对驾驶员操纵技能的要求。另一方面,随着社会经济的发展,今后的汽车驾驶应该不再仅仅是一种劳动,而更应该成为一种乐趣的观念正在为人们接受。怎样使汽车自动变速器也具有人的智慧,能够自主地根据行驶环境和驾驶员的个性意愿来换挡,成为今后自动变速技术发展的方向和汽车向未来全智能模式发展的重要课题。
近年来,世界各大汽车厂取得的一些阶段性成果已经迅速应用于新开发的车型上,成为汽车厂商新的利润增长点,比较有代表性的有以下几种系统。
第五节 技术未来发展趋势 分析
1、电子控制全域锁止离合器:为了提高传动效率,改善经济性能,轿车用自动变速器普遍采用了液力变矩器锁止离合器,并进行电子控制以保持其换档的平顺性。锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力偶合器——液力变矩器——锁止式液力变矩器的过程。液力变矩器除了能传递扭矩外,还能增大发动机的扭矩,以吸收扭转振动的作用,液力偶合器却不能。带锁止离合器的液力变矩器,克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点,这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时,液力变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。
2、适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器:智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中,对汽车的运行参数进行控制,合理地选择换档点,而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。如:摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统,可以将汽车运行中的故障记录下来,便于维护。
电子控制技术利用微机控制变速器,不仅使换档程序更加符合驾驶员的意愿,而且还能利用模糊控制理论,解决特殊情况下变速程序的复杂问题,使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。现代电子控制自动变速器的主要特点是一机(微机)多参数、多规律性的控制。多参数指输入微机的控制参数多元化,即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号,而且又反映发动机、变速器工作环境和行驶等信号。可见控制参数多元化,更能全面的反映发动机和变速器的实际工况;多规律是指控制微机时存储多种不同的换挡规律,如最佳经济性、动力性,各种加速行驶时的最佳经济性、最佳排放量等,驾驶员可按需要调用相应的规律实现最佳控制。总之电子控制能实现多参数、多规律性的控制,使发动机和变速器在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。
日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时,使发动机扭矩临时降低,与此同时,控制离合器油压,使变速平稳。在离合器油压控制中,检测与预计最优化值的偏差,并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。
3、电子控制无级变速器(ECVT):随着电子技术的应用,电子控制的V型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视,正在积极开发市场,以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司等。
由于电子技术的不断发展和进步,特别是微机控制功能的进一步增加,各种传感器和执行机构性能的改善,所以在自动变速器上也开始大量采用。1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入20世纪80年代后,大规模集成电路技术的发展,使得由微机控制发动机和变速器自动换档成为可能。在我国,上海通用汽车公司在其生产的别克轿车上装备了4T65—E电控液力自动变速器,这是我国第一家汽车公司将自动变速器作为标准装置装于轿车,该变速器于1998年10月份正式下线生产。
4、自动预选式换档系统:近来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系统,它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感,又不需要紧张费力的操作。这种自动预选式换档装置,是全自动换档系统的基础,它的性能包括:电子控制自动选档,换档时刻由驾驶员确定:驾驶员不需要手操作换档。主动和被动保护装置;诊断屏幕实现系统监督。
5、小型化:减轻重量、缩短动力传递路线,能使汽车节油,自动变速器的小型化正起着这种作用。20世纪70年代以来(FI纵置发动机前轮驱动)微型车急剧增多,从而为自动变速器小型化提供了前提条件。此外,自动驱动桥(即把变速器与驱动桥合为一个整体)的趋势十分突出,小型化又推动了前置前驱动(FF)化和自动驱动桥的发展。
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