自動變速箱是怎麼知道汽車在爬坡,從而自動降檔呢?

2023-05-18     愛車大家說

爬坡時如果動力不足就要降檔,對於手動擋來說這全憑司機判斷。那麼你知道自動變速箱是如何知道汽車在爬坡從而自動降擋的嗎?

有人說汽車上有坡度傳感器,其實這個說法並不靠譜。因為自動變速箱剛問世的時候微電子技術根本沒有如今這麼發達,那時候的自動變速箱是純機械控制的,自然也就不會有什麼傳感器幫助變速箱判斷是否上坡了。

其實不管是自動變速箱還是手動變速箱,換擋的依據其實就兩個:油門深度和車速。

可能有人會說:不對吧?不是還要考慮發動機轉速嗎?其實發動機轉速在換擋決策里並不是起決定性作用的,不信你可以看那些手動擋司機有幾個是看著轉速表換擋的?

因為發動機在相同轉速下輸出的動力是有可能不同的,比如你空擋踩到3000轉和用3000轉行駛,發動機輸出的動力肯定是不同的。而油門開度直接控制著進氣量,可以更準確地反應發動機動力狀況。

比如你溫柔駕駛的時候肯定是1擋起步,緩踩油門,而且車速稍微提起來就可以升2擋了。但是你快速起步的時候就要把油門踩到底,用1擋跑到斷油才開始升2擋。還有爬坡,爬坡的時候動力不足,踩油門車速不但不升反而越來越低,這時候你就知道要降擋了。其實仔細分析的話以上幾種換擋決策都是以車速和油門為參考的。

如果把換擋決策與車速、油門深度完全聯繫起來,那麼就可以得到上面這張圖:變速箱換擋曲線圖。你可以理解為工程師開著車測試了無數遍,把任何車速和油門深度下的擋位對應關係都設計好了,只要你知道車速多少,油門深度多少,那麼就可以在圖中找到應該掛幾擋最合適。

自動變速箱分兩種,一種是純機械液壓式自動變速箱,沒任何電子系統參與,全靠液壓系統控制著自動換擋。另一種是電子液壓式自動變速箱,由電子系統控制著液壓系統進行換擋。

如今我們的愛車用的都是電子液壓式自動變速箱,裡面有各種傳感器和控制電腦,工程師只需要換擋曲線圖輸入電腦里,變速箱在工作的時候就可以根據油門踏板傳感器和車速傳感器的信號從圖中自動查找到最佳的匹配擋位從而控制換擋了。

比如司機開車以50公里/小時的速度行駛,油門踩了30%,掛在5擋。然後遇到上坡了,由於阻力增加,驅動力不夠,車速開始下降,當車速下降到38公里/小時的時候剛好遇到紅色的降檔曲線,於是變速箱就觸發了降擋操作,變速箱就會降到4擋。如果爬完坡後車速逐漸提升,那麼在車速遇到綠色升擋曲線時變速箱就會再次觸發升擋操作。

如今的車都是電子液壓式自動變速箱,所以想要實現以上功能要容易得多,只需要對電腦程式進行設定即可。

但是早些年電子技術並不發達,那時候的自動變速箱上面可沒有什麼電子傳感器之類的東西,完全就靠純機械的零件在運轉,這個控制原理就更加巧妙了。工程師們還是以換擋曲線為基準,通過複雜的液壓系統實現了油門、車速、擋位的對應關係。

在機械液壓自動變速箱上,油門踏板連著一個液壓閥,叫做節氣門閥。變速箱輸出軸上也連著一個液壓閥,叫做速控閥。踩油門時節氣門閥的輸出油壓會升高,車速提升的時候速控閥的油壓會升高。

這兩個液壓閥輸出的油壓進入一個叫做換擋閥的液壓閥中,換擋閥上有兩個出口,一個通往升擋閥,另一個通往降擋閥。如果油門踩得多但車速沒有提升,說明需要降擋,此時節氣門油壓大於車速油壓,換擋閥的閥芯就會向右移動,高壓油液從出口B流出,進入降擋閥,變速箱就會降擋了。如果油門不動,車速越來越快,說明汽車加速良好,車速達到一定程度後就要升檔了。這時候節氣門油壓不變,速控油壓越來越高,最終推動換擋閥的閥芯向左移動,高壓油液從出口A流出,進入升擋閥,變速箱就會升擋了。

不得不說,早期的自動變速箱僅靠液壓系統的配合就能完成自動切換擋位,這絕對算得上是讓人拍案叫絕的設計。但是從控制精度和效率上來說,還是當代的電子液壓自動變速箱更有優勢。

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