自动变速器坡道模式在实际工作中的控制应用及换档质量评价

潘宏博，方立辉，丁麟，李延斌，王惠



自动变速器坡道模式在实际工作中的控制应用及换档质量评价

潘宏博，方立辉，丁麟，李延斌，王惠

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

文章主要针对自动变速器在坡道模式中意外换档和频繁换档弊端加以分析，提出具有驾驶员意愿识别的换档规律，保证驾驶的动力性，在此种模式中可以大大减少换档次数，保护自动变速器，并且该做法已经成功应用到已经量产的变速器中，而且也对换档质量进行了主客观的打分，具有较强的指导实践意义。

换档次数；坡道模式；意外换档；换档循环；坡度

1 引言

自动变速器换档规律控制是确保车辆换档平顺的关键技术之一，传统平路两参数换档线会有频繁换档，意外换档以及动力不足等情况，针对以上问题，本文分析设计不同的坡道，在换档过程中的变化，加入驾驶员意愿判别，并根据车辆驾驶工况，调节换档规律，该模式具有实现简单，可根据车重等车辆信息进行匹配等好处，该模式应用于量产的变速器上，并对此种模式进行了主客观评价。

2 坡道换档的原理普通换档线在坡道模式中的影响

本文以上坡下坡两种工况分别进行坡道模式换档换档线设置原理的讲解，在传统换档线设置条件下容易出现换档循环现象，假设车辆形式在在上坡工况中，当汽车此时驱动力和车速对应是图中的B点时，根据传统两参数换档线，上坡工况下车辆所需驱动力大于平路驱动力，油门开度要更大，所以此时变速器对应的应该是三档，假设是图中的即C点。由于坡道阻力的存在，保持与平路相同的驱动力，会导致车辆驱动力不足，车速下降，假设是图中D点。与上述原理相同，此时的自动变速器将换入抵挡为，增加驱动力假设是A点。但车辆一直保持正驱形式，所以要保证汽车驱动力大于坡道阻力，此时自动变速器又到B点，这样如此反复，磨损自动变速器。

下坡工况中，汽车在坡道上受到的坡道阻力与汽车形式方向相同。车辆在某一油门开度处于下坡工况行驶时，假设是图中A点下坡行驶，但此时车辆处于下坡工况下，动力除了车辆本身的驱动力还有额外沿坡道向下的重力分解出的加速度，穿越升档线到大图中的B点，由于此时车速增加档位也升高，驾驶员必将踩刹车制动车辆，油门开度变小，到达图中的C点，当由于制动引起的车速变小时候车速又图中的从C点将至D点。这种从A点穿越换档线到达B点的的换档是驾驶员不希望产生的。

3 坡道换档模式具体实施办法以及换档数据分析评价

结合上述对坡道模式特性的分析，针对坡道工况，提供具体解决办法：

3.1 上坡升档

在上坡升档工况中，为了避免换档循环，根据坡道坡度将换挡线平移，从图一中可以看到，此时在上坡工况中，在图中B点位置，由于驱动力变大，导致车辆进入高档位，如果此时将原有的车速点根据坡道坡度变大，就会避免此时的换档，此时就不会因为驱动力不足而导致换档循环的现象；如果此时车速不变的情况下，将原有车速点根据坡道坡度调整变大，也可保证在低档位有更大的驱动力。综上，在上坡升档的工况中为了避免换档循环的情况，根据坡道坡度的大小，移动换档线。

如图3所示，上坡时油门和车速频繁变化，但换档次数很少，主要在2/3档，没有频繁换档现象。

3.2 上坡降档

同样在上坡降档工况中，也存在换档循环的现象，当然此时更多的是驾驶员意愿降档，为了避免换档循环现象可根据上坡升档原理调整换挡线。同时在上坡降档中加入了驾驶员意识，模拟上坡坡道坡度过大，增加驱动力时候需要降档，其次模拟驾驶员进入上坡转弯坡道时，需要降档，保证驱动力的同时，同时将速度也降低，保证再次加油门起步时依然有足够的动力升档加速。

如图4所示，该图是入弯时提前降档，可以保证减速增加驱动力，出弯时换档完成时，踩油门加速响应快。

3.3 下坡升档

在下坡升档工况中，为了避免换档循环，根据坡道坡度将换挡线平移，如果将换档线向车速变大的方向平移可以避免在图中A点位置由于额外增加的加速度导致的意外换档的情况。如果驾驶员踩油门，这时是驾驶员有动力升档的愿望，可以根据此时的换档模式将换档线平移回来，即可以采用原始换档线。

在图5中的实际换档点数据统计，可以看出在下坡换档过程中，已经在“0”油门附近进行了换档点的偏移，换档点根据坡度的增大而变大，如图6所示。

3.4 下坡降档

在下坡降档工况中，为了避免意外换档，首先根据坡道坡度将换挡线平移，具体原理可以根据上述分析下坡工况中意外换档的信息得到。再此基础上，可以模拟驾驶员意愿来判断降档的档位，具体做法是根据在根据此时降档时的车速和减速度等判断，并将影响因素加入到换档线中，从而达到快速降的目的。

从图7中是模拟正常用户下山的实车采集的数据图，可以看到，档位基本保持在2、3档，但是车速，这时都比原地的2、3档的换档车速高，而且从整体看，在驾驶员反复更改意愿换档的时候，换档也不频繁，实现了设计的目的。

当驾驶员想快速下山时，我们也做了相应的策略方案，为了保证驾驶员的安全，避免高档位的换档，同时要减少意外换档，从图八实测数据图中可以看出，档位基本保持在4、5档，而车速最高可高达80km/h，相比较平路换档点来说，此时的车速，对应的档位是6档，从整体换档数据看，换档次数也明显变少，达到设计预期。

4 结束语

本文介绍了一种直观方便实施的自动变速器坡道换档控制系统，该方法不仅仅可以实现避免意外换档和换档循环，保护自动变速器，而且在坡道中加入了模拟驾驶员意识的方法。据实际数据统计，坡道坡度可覆盖最大可达到15°左右，并且从实车数据表现看换档效果好，主客观评价得分均在8分以上，该款变速器已经成功量产，该款产品在市场上具有较好的反馈。

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，就职于哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.104