5.11.2 换档时序
自动变速器控制系统应结合自身特点和需要,确定换档时序并执行(图5-54)。在行驶过程中,驾驶人根据需要提出档位范围的信号,在特定模式下甚至可以提出档位需要(手动模式)。这些信号发生的时间是不可控的(人为的),可能在换档完成且稳定的时候,也可能在换档过程中。另外,控制系统还要根据整车和变速器的状态对某些档位变换进行限制(比如自检信号)。新的档位命令产生时,控制器会输出目标离合器的控制命令,换档时序最后将换档执行元件的控制命令发送出去,由换档执行机构接收后,执行换档以实现换档目标。

图5-54 自动变速器换档时序示意图
1.当前档位确认
当前档位是指已经变速器当前处于的具体档位,而正在换档过程中的档位一般应该保持换档前的档位,直到换档结束,再将新档位更新成当前档位。如果换档过程中出现干扰因素(比如换档终止等)未完成换档,将不更新当前档位而直接保留旧档位信息。
将换档过程分为换档前期、换档中和换档后期3个状态。相对应的当前档位信息如图5-55所示。

图5-55 换档时序中当前档位更新逻辑图
2.当前时序状态确认
在换档时序确认的过程中,变速器在不同时刻会处于不同的换档状态中,可以认为是一个状态机。比如三档换到二档就是一个多状态的任务,且至少包含图5-56所示的3个阶段。在确认了换档过程后,对于可能出现的状态变化,当前时序的处理方法和结果也是不一样的,对于消除的换档命令、退出的换档命令、另外加入的换档时序、驾驶人意图变化(变速杆输入变化)等,都应该根据当前状态来确定输出结果。一般来讲,如果换档状态处于前期,状态机发生变化后,档位命令应该按照原有档位发送;如果正处于换档过程中,比如动力降档过程,如果簧片克服过程的转矩阶段(见下文)已经结束,应该将目标档位先换成新档位,之后再决定是否退回原档位和什么时候退回原档位。如果转矩阶段没有结束,应该退回到原档位;如果已经处在换档的后期,就应该先完成换档,等换档条件成熟(比如换档间隔时间要求等)后,重新换回原来档位。(https://www.daowen.com)
3.换档时序确认
经过档位和时序状态的确认后,控制系统应该对变速器换档的时序进行确认。不同的变速器会有不同的构造,因此,即使相同的档位也会有不同的换档时序。比如有的4速变速器有两个行星齿轮排、4个换档执行元件就可以实现;许多6速变速器用到了3个行星齿轮排,换档执行元件的数量为5个或6个。
早期的自动变速器应用单向离合器,而现在生产的许多自动变速器应用了离合器到离合器(Clutch To Clutch,即湿式多片离合器)技术,控制变的复杂(特别是对下位离合器的控制)。再有,换档有许多路径可选择,比如四档换到二档,就会有4档→3档→2档,4档→2档,4档→空档→2档等不同的路径选择,应该根据对换档时间的控制、转矩冲击的控制、部件寿命等因素的考虑进行选择。
为了加快换档,提升换档品质,许多自动变速器控制策略中都加入了预换档的逻辑,即根据变速器结构、可能的换档环境、驾驶人的换档习惯,预测下一个可能的档位并作出预先处理,一旦新的换档命令与预测的档位一致时,变速器已经完成了一部分换档工作,从而加快了换档进程,提高了换档品质。
换档时序根据自动变速器设计结构的不同而存在较大的差异,开发过程中应根据具体的结构来制定合适的换档时序。
4.离合器状态命令
换档时序输出的命令需要和变速器的执行机构形成一一对应的关系,此模块输出各个离合器最新的状态命令,而没有状态更新的离合器,输出保持不变。

图5-56 换档过程的不同阶段