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自动变速箱究竟是如何换档的?所谓的换档逻辑是什么意思
发布时间:2019-07-19    

由于汽车在公路上行驶时会遇到各种各样的工况,所以厂家在制定自动变速箱的换档逻辑时也考虑了多方面的因素,并不只是加油升档、收油减档那么简单。今天老侯就来说说自动变速箱的换档逻辑究竟是怎样的,有点复杂,看不懂就直接看结论好了。

什么是自动变速箱换档逻辑?

所谓的换档逻辑,就是自动变速箱的电控单元(TCU)根据根据各传感器传送过来的信号,比如节气门开度、车速、刹车等,判断驾驶员的驾驶意图,综合判断变速箱是该升档还是该降档。

好像有点复杂,其实简单粗暴的说就是变速箱什么时候升档什么时候降档。

在汽车上,换档逻辑其实是写在变速箱电控单元里的一个程序。这个程序控制着变速箱中的电磁阀的开关,电磁阀控制变速箱油路的通断,然后油压控制变速箱中离合器和制动器的动作,从而达到换档。可以看出,电控单元是整个换档过程的核心,由它来决定换档的时机和过程。就像人的大脑,你身体的动作全是由它控制的,如果不受控制了,那就是病态了。

好的换档逻辑,整个换档过程平顺、无顿挫,换档时机合适,汽车动力足,油耗低;差的换档逻辑,换档时顿挫明显,汽车动力不是不足就是过剩,油耗也高。在这一点上,丰田做的是好的,它们调校的自动变速箱,开起来非常平顺;而有些厂家调校的自动变速箱却顿挫很大,驾驶感受非常不好。

变速箱的换档逻辑可以用一个图来表示,这就是变速箱换挡曲线图。这个图对于大部分自动变速箱都适用,但不适合CVT无级变速箱。下面就是一个变速箱换挡曲线图,数据有点老了,但实在找不到更好的图片了,就用它来说说变速箱的换档逻辑吧。

在这个图标中,横坐标是车速,纵坐标是节气门开度(或发动机负荷),灰、绿、红、蓝实线表示升档线,虚线表示降档线。下面我们就用这个曲线来分析我们驾驶时各种工况的升降档情况。

以恒定的中小油门起步(比如20%油门)

如下图红色箭头所示,横坐标车速从0开始一直上升,纵坐标保持20%,标记着「1-2→」的灰色实线为1挡升2挡的升挡线,当箭头碰到升挡线时,TCU会进行升挡操作。这就是加油升档。

可以想象继续保持油门不变,随着车速的逐渐上升,箭头会穿过2-3,3-4这些升挡线,一直升到某个车速和挡位,阻力和动力达到平衡,此时车辆以该车速匀速行驶。

大油门起步(比如80%油门)

如下图红色箭头所示,横坐标车速从0开始一直上升,纵坐标保持80%,标记着「1-2→」的灰色实线为1挡升2挡的升挡线,当箭头碰到升挡线时,TCU会进行升挡操作。

可以想象继续保持油门不变,随着车速的逐渐上升,箭头会穿过2-3,3-4这些升挡线,一直升到某个车速和挡位,阻力和动力达到平衡,此时车辆以该车速匀速行驶。

但是,它与20%油门开度相比,升档时的车速明显提高了,发动机的转速也高。20%油门时车速8公里/小时就换二档了,而80%油门时车速要15公里/小时时才换为二档。这样汽车的动力就非常好,但是油耗也高。变速箱的运动模式,其实就是这样的逻辑,把换档转速提高,牺牲经济性换来动力性。这种情况也是加油升档。

在大油门时收油门

在汽车大油门起步后,车速升高到一定程度,如果此时收一下油门,变速箱就会迅速的升高一个档位。这就是减油升档。

如下图所示,当汽车以80%的油门起步时,车速达到12公里/小时还没有达到换档线,但如果此时收一下油门,从曲线上可以看出,油门开度大约在45%时就达到了换挡线。同理,其它的档位也是如此。所以,如果我们在驾驶自动挡车型时,使用这种“深一脚,浅一脚”的驾驶方式,既可以达到快速升档的目的,又能够获得较好的动力性。

在高档位时收油门减速行驶

车速达到一定时,需要降低速度,这时只需要抬起油门踏板,降低节气门开度就可以了。汽车在各种阻力作用下车速会慢慢降低,档位也会随之降低。这就是减油降档。

如下图所示,比如汽车以70%节气门开度、70公里/小时的速度行驶,需要降低车速,抬起油门踏板,将节气门开度由70%降为20%,车速随之降低,当车速降低到约28公里/小时时,触发降档条件,由五档降为四挡,然后逐步降为三挡、二档、一档,直至停车。

在这里,可以看到,升档车速与降档车速是不同的,一般降档车速要低于升档车速,比如同样20%节气门开度,升档车速约32公里/小时,而降档车速约28公里/小时。从发动机转速上看,一般在1800转/分钟时升档,在1600转/分钟时降档。

在某一车速时突然加油

这种情况一般是在超车时使用,当我们需要超过某一辆汽车时,直接将油门踏板踩到底,变速箱会降低一到两个档位,发动机转速迅速上升,汽车可以获得充足的动力,从而加速超过前车。这就是加油降档。

如下图所示,当汽车以20%节气门开度、40公里/小时行驶时,突然踩下油门踏板,将节气门开度增加到80%,从图中可以看出,当节气门开度约35%时就触发了降档条件,由五档降为四挡,当节气门开度约60%时触发了四档降三挡的降档条件,此时变速箱用三档来完成超车。然后如果继续保持这样的节气门开度,那么随着车速的升高,变速箱又会继续升高到四档、五档。

数字档或手动模式

在自动变速箱上,有些有“1、2、3”这样的档位,还有的有“M+、M-”这样的档位,在这些位置上,变速箱又是如何换档的呢?

在数字档位置,变速箱油两种换档逻辑,一种是直选档,一种是限位档,下面分别说说。

直选档就是排挡杆挂在哪个数字上,就是哪个档位,即挂在“3”就是三档,挂在“2”就是二档,挂在“1”就是一档。这种变速箱比较少见,一般只有赛车的变速箱这样设计,本田的五速平行轴自动变速箱也是这样的逻辑。

限位档就是排挡杆挂在哪个数字上,这个数字就是高档位,只能在低于它的档位之间切换,不能切换到高档位去。即挂在“3”就是在一、二、三档之间切换,挂在“2”就是在一、二档之间切换,挂在“1”就是一档。 绝大多数的自动变速箱都是这样的逻辑。

至于手自一体变速箱的手动模式,与数字档的限位逻辑是一样的,选定那个数字,这个数字就是高档,只能在低于它的档位之间切换。

但是有些车型,为了保护发动机,即使排挡杆挂在了数字档位上,当发动机转速超过一定数值时,还是会升档,以免发发动机转速过高(一般设定为3500~4000转)。这是一种安全措施,但有时却很危险。比如长城H9,在坡路越野时不能锁止在低档位上,结果是上坡时升档造成动力不足或中断,下坡时升档造成发动机制动失效,很容易发生滑坡的危险。

经济模式、运动模式、舒适模式

大家如果开过不同的自动挡车型,会发现有的变速箱升档快,有的变速箱升档慢,有的变速箱不停的换档,有的变速箱却很少换档,这又是怎么回事呢?

原来,汽车厂家对一款车型的定位不一样,变速箱的换挡逻辑标定的也不同。比如说定位经济的车型,变速箱的标定上可能会让它积极升挡和延迟降挡;而定位运动的车型,在变速箱的标定上则是偏向于延迟升挡和积极降挡;定位舒适的车型,变速箱在标定上可能会尽量减少频繁换挡。这就是经济模式、运动模式和舒适模式。目前在一种车型上就可以有不同的选择,在变速杆旁有几个按键,分别是运动、经济和标准,就是选择不同的变速箱换档逻辑。

老侯总结

看到这里,你应该懂了。自动变速箱有两套升挡逻辑:踩油门升挡和松油门升挡;也有两套降档逻辑:松油门降挡和踩油门降挡。至于升降档的时机,就是厂家调校的功力了。当然,自动变速箱的换档逻辑非常复杂,不仅仅是加油收油那么简单,还受到很多因素的影响,在此就不再一一赘述了。总结一句话就是:自动变速箱车速越高,节气门开度 越小,越趋向升档;车速越低,节气门开度越大,越趋向于降档。这就是自动变速箱换档逻辑的基本原则。

自动变速箱下长坡为什么不能挂“D档”?

我们从自动变速箱的换档逻辑来分析一下,如果汽车下长坡挂在“D档”会出现怎样的后果。

大家知道,汽车在下长坡时,不能只依靠汽车的制动系统来控制车速,而是应该更多的依靠发动机制动。档位越低,发动机制动效果越好,而在高档位时发动机制动基本不起作用。

当自动挡车型挂在“D档”下坡时,由于动力需求较小,所以节气门开度也很小,汽车在重力作用下速度会越来越快,根据自动变速箱的换档逻辑,变速箱会很快的升档,在很低车车速下就会升到高档位。在这种情况下,发动机制动基本失效,只能依靠汽车的制动系统控制车速。如果长时间高强度制动,制动系统就会出现热衰退现象,制动力急剧 减弱甚至消失,这无疑是极为危险的。

如果挂在数字档或手动模式,限制变速箱的高档位,使汽车能够在发动机的反拖作用下,以一个稳定、安全的车速下坡,尽可能少用或不用制动,那么制动系统就会随时保持良好的技术状态,在紧急的情况下发挥作用,让我们更好的控制汽车。

所以,自动挡车型在下坡时一定不能挂“D档”,而是因该挂在数字档上,限制变速箱升档,使发动机制动发挥作用。

 

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