AMT控制技术：换档品质重要性与挑战

高品质的换档表现：换档时平滑、快捷、无噪声，对器件造成的磨损程度低于允许值。AT之所以得到广泛应用就是因为它能满足上述四项要求。AMT作为自动变速器，人们肯定要与AT进行比较，故AMT的换档品质控制有重要意义。要换档时平滑，就是希望换档过程平稳而无冲击。什么是冲击？换档冲击是一个含糊的使换档不舒适的统称。冲击感可以包括如下几个方面：

冲击=顿挫=点头+仰头+抖动+推背+失力

点头和仰头：就是在换档期间造成车内乘员先点头后仰头的人身俯仰现象。这就像车辆行驶中突然制动使乘员点头或突然急起步造成乘员仰头一样，使人感到很不舒服。换档时一定要消除分离离合器时发动机急剧减矩造成加速度剧减而导致的点头现象。在挂好档后接合离合器阶段，以及在接合离合器后逐渐恢复驱动力时的增矩会造成乘员仰头。点头和仰头与车身悬架系统的特性有关，在不能改善车辆悬架的情况下，为抑制点头和仰头，降低减矩的速度很有效，但这无疑会延长等效动力中断时间。

抖动：在分离离合器和接合离合器阶段，尤其是接合离合器阶段，会由于动力链驱动转矩的剧烈变化而导致动力链振荡。这种振荡会传递到车身和乘员身上而带来不适。动力链的抖动和车辆本身动力链的机械特性有非常紧密的关系。在不能改善动力链特性的情况下，为了抑制抖动，降低分离离合器尤其是降低接合离合器的速度是有效办法，但通常也会延长等效动力中断的时间。

另外，在同步期间，输入轴的能量增减随同步器向输入轴输出的能量大小变化的。如果输入轴的等效惯量比较大，同步比较急，那么就可能会影响输出轴的运转平滑性。

推背感：在接合离合器的过程中或接合完离合器后很快增加驱动转矩，或在发动机转速远高于理想转速时就快速接合离合器，那么驱动转矩陡增就会出现车子座椅猛推乘员背部向前。这对燃油经济性、排放、机械耐久性和舒适性都有不利影响，有些人接受不了。为抑制推背感，就应该调节发动机的转速，使变速器的主动盘和从动盘的转速接近一致，减慢离合器接合的速度和减慢增矩的速度，当然这都会延长等效动力中断的时间。但在动力模式下，驾驶人可能希望有推背感，这样会感觉车子有力和反应快。

失去动力：等效动力中断时间=部分离合器分离+摘档+选档+同步+挂档+部分接合离合器的时间。在离合器分离到滑摩点之后和离合器接合到滑摩点之后，离合器可以传递部分或全部转矩，但是发动机的输出转矩已经减少，所以这部分时间虽没有完全动力中断，但可等效于部分时间动力中断。在摘档+选档+同步+挂档期间，动力完全无法传递，所以是绝对动力中断时间。如果动力中断时间长，就会出现换档时车辆停顿和失去动力的感觉，车辆加速性就很差。尤其在加速过程中和上坡行驶过程中，失去动力的感觉更明显。(www.xing528.com)

因为动力传动系统大多为转动惯量系统，换档过程远非瞬时可以完成，所以对于有级变速器，其传动比的变化对于动力链会有不同程度的影响。在冲击严重时，不仅车上的人不能忍受，还将大大增加传动系统的动载荷，危及机械机构的寿命安全。AMT系统对平顺性的具体要求是：至少在经济模式下的换档过程中车速和发动机转速变化平顺，不出现过高的瞬时加速度或减速度，不会引起车身俯仰的起伏，使乘客无不舒服感并降低动力传动系统零部件中的动载荷。

从换档过程所产生的冲击对人体的作用看，主要表现在对头部和颈部的动力学作用和影响，因此应选择合适的纵向加速度为宜。平顺性的客观评价指标为冲击度（J）的大小：

J=da/dt=d²v/d²t

式中，a为车辆纵向加速度；v为车辆纵向车速。显然，J越小，汽车越平稳。一般推荐|J|<10m/s³。理想情况是在换档过程中J=0，即在换档的整个过程之中加速度a为常数。在4.3节中会讨论在换档过程中有可能使a剧变的冲击源。实际上，在换档后a会在新的转矩下发生改变。

另外，减少离合器摩擦片（又叫从动盘）热负荷，能提高离合器的工作可靠性和耐用性，这是十分重要的。由于AMT常常是通过离合器接合和分离的协助来实现换档的，换档频繁对离合器的工作可靠性和使用寿命提出了很高的要求。尽可能减少离合器在换档过程中的摩擦，也是换档品质控制的目的之一。做到无离合器换档是比较理想的。

减少传动系动载荷，能增加零件的使用寿命。加快换档过程能减少动力中断的时间但又会恶化换档品质，所以换档品质的问题通常就是如何解决好既要减少或消除冲击和又要缩短换档时间的矛盾关系。下面先来看看换档时间的定义。