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自動變速箱換擋是由什麼控制的

汽車 更新时间:2025-02-07 20:40:54

前幾天發了一篇文章【自動變速箱D檔以外的當怎麼用?】然後有網友給我留言,說變速箱不是加油升檔、收油降檔嗎,你說什麼收油可以快速 升檔、急加油降檔,這不是胡說八道嗎?我想這也應該是絕大多數人的想法,也是很正常的想法,由于汽車在公路上行駛時會遇到各種各樣的工況,所以廠家在制定自動變速箱的換檔邏輯時也考慮了多方面的因素,并不隻是加油升檔、收油減檔那麼簡單。今天老侯就來說說自動變速箱的換檔邏輯究竟是怎樣的,有點複雜,看不懂就直接看結論好了。

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什麼是自動變速箱換檔邏輯?

所謂的換檔邏輯,就是自動變速箱的電控單元(TCU)根據根據各傳感器傳送過來的信号,比如節氣門開度、車速、刹車等,判斷駕駛員的駕駛意圖,綜合判斷變速箱是該升檔還是該降檔。

好像有點複雜,其實簡單粗暴的說就是變速箱什麼時候升檔什麼時候降檔。

在汽車上,換檔邏輯其實是寫在變速箱電控單元裡的一個程序。這個程序控制着變速箱中的電磁閥的開關,電磁閥控制變速箱油路的通斷,然後油壓控制變速箱中離合器和制動器的動作,從而實現換檔。可以看出,電控單元是整個換檔過程的核心,由它來決定換檔的時機和過程。就像人的大腦,你身體的動作全是由它控制的,如果不受控制了,那就是病态了。

好的換檔邏輯,整個換檔過程平順、無頓挫,換檔時機合适,汽車動力足,油耗低;差的換檔邏輯,換檔時頓挫明顯,汽車動力不是不足就是過剩,油耗也高。在這一點上,豐田做的是最好的,它們調校的自動變速箱,開起來非常平順;而有些廠家調校的自動變速箱卻頓挫很大,駕駛感受非常不好。

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變速箱的換檔邏輯可以用一個圖來表示,這就是變速箱換擋曲線圖。這個圖對于大部分自動變速箱都适用,但不适合CVT無級變速箱。下面就是一個變速箱換擋曲線圖,數據有點老了,但實在找不到更好的圖片了,就用它來說說變速箱的換檔邏輯吧。

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在這個圖标中,橫坐标是車速,縱坐标是節氣門開度(或發動機負荷),灰、綠、紅、藍實線表示升檔線,虛線表示降檔線。下面我們就用這個曲線來分析我們駕駛時各種工況的升降檔情況。

以恒定的中小油門起步(比如20%油門)

如下圖紅色箭頭所示,橫坐标車速從0開始一直上升,縱坐标保持20%,标記着「1-2→」的灰色實線為1擋升2擋的升擋線,當箭頭碰到升擋線時,TCU會進行升擋操作。這就是加油升檔。

可以想象繼續保持油門不變,随着車速的逐漸上升,箭頭會穿過2-3,3-4這些升擋線,一直升到某個車速和擋位,阻力和動力達到平衡,此時車輛以該車速勻速行駛。

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大油門起步(比如80%油門)

如下圖紅色箭頭所示,橫坐标車速從0開始一直上升,縱坐标保持80%,标記着「1-2→」的灰色實線為1擋升2擋的升擋線,當箭頭碰到升擋線時,TCU會進行升擋操作。

可以想象繼續保持油門不變,随着車速的逐漸上升,箭頭會穿過2-3,3-4這些升擋線,一直升到某個車速和擋位,阻力和動力達到平衡,此時車輛以該車速勻速行駛。

但是,它與20%油門開度相比,升檔時的車速明顯提高了,發動機的轉速也高。20%油門時車速8公裡/小時就換二檔了,而80%油門時車速要15公裡/小時時才換為二檔。這樣汽車的動力就非常好,但是油耗也高。變速箱的運動模式,其實就是這樣的邏輯,把換檔轉速提高,犧牲經濟性換來動力性。這種情況也是加油升檔。

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在大油門時收油門

在汽車大油門起步後,車速升高到一定程度,如果此時收一下油門,變速箱就會迅速的升高一個檔位。這就是減油升檔。

如下圖所示,當汽車以80%的油門起步時,車速達到12公裡/小時還沒有達到換檔線,但如果此時收一下油門,從曲線上可以看出,油門開度大約在45%時就達到了換擋線。同理,其它的檔位也是如此。所以,如果我們在駕駛自動擋車型時,使用這種“深一腳,淺一腳”的駕駛方式,既可以達到快速升檔的目的,又能夠獲得較好的動力性。

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在高檔位時收油門減速行駛

車速達到一定時,需要降低速度,這時隻需要擡起油門踏闆,降低節氣門開度就可以了。汽車在各種阻力作用下車速會慢慢降低,檔位也會随之降低。這就是減油降檔。

如下圖所示,比如汽車以70%節氣門開度、70公裡/小時的速度行駛,需要降低車速,擡起油門踏闆,将節氣門開度由70%降為20%,車速随之降低,當車速降低到約28公裡/小時時,觸發降檔條件,由五檔降為四擋,然後逐步降為三擋、二檔、一檔,直至停車。

在這裡,可以看到,升檔車速與降檔車速是不同的,一般降檔車速要低于升檔車速,比如同樣20%節氣門開度,升檔車速約32公裡/小時,而降檔車速約28公裡/小時。從發動機轉速上看,一般在1800轉/分鐘時升檔,在1600轉/分鐘時降檔。

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在某一車速時突然加油

這種情況一般是在超車時使用,當我們需要超過某一輛汽車時,直接将油門踏闆踩到底,變速箱會降低一到兩個檔位,發動機轉速迅速上升,汽車可以獲得充足的動力,從而加速超過前車。這就是加油降檔。

如下圖所示,當汽車以20%節氣門開度、40公裡/小時行駛時,突然踩下油門踏闆,将節氣門開度增加到80%,從圖中可以看出,當節氣門開度約35%時就觸發了降檔條件,由五檔降為四擋,當節氣門開度約60%時觸發了四檔降三擋的降檔條件,此時變速箱用三檔來完成超車。然後如果繼續保持這樣的節氣門開度,那麼随着車速的升高,變速箱又會繼續升高到四檔、五檔。

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數字檔或手動模式

在自動變速箱上,有些有“1、2、3”這樣的檔位,還有的有“M 、M-”這樣的檔位,在這些位置上,變速箱又是如何換檔的呢?

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在數字檔位置,變速箱油兩種換檔邏輯,一種是直選檔,一種是限位檔,下面分别說說。

直選檔就是排擋杆挂在哪個數字上,就是哪個檔位,即挂在“3”就是三檔,挂在“2”就是二檔,挂在“1”就是一檔。這種變速箱比較少見,一般隻有賽車的變速箱這樣設計,本田的五速平行軸自動變速箱也是這樣的邏輯。

限位檔就是排擋杆挂在哪個數字上,這個數字就是最高檔位,隻能在低于它的檔位之間切換,不能切換到高檔位去。即挂在“3”就是在一、二、三檔之間切換,挂在“2”就是在一、二檔之間切換,挂在“1”就是一檔。 絕大多數的自動變速箱都是這樣的邏輯。

至于手自一體變速箱的手動模式,與數字檔的限位邏輯是一樣的,選定那個數字,這個數字就是最高檔,隻能在低于它的檔位之間切換。

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但是有些車型,為了保護發動機,即使排擋杆挂在了數字檔位上,當發動機轉速超過一定數值時,還是會升檔,以免發發動機轉速過高(一般設定為3500~4000轉)。這是一種安全措施,但有時卻很危險。比如長城H9,在坡路越野時不能鎖止在低檔位上,結果是上坡時升檔造成動力不足或中斷,下坡時升檔造成發動機制動失效,很容易發生滑坡的危險。

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經濟模式、運動模式、舒适模式

大家如果開過不同的自動擋車型,會發現有的變速箱升檔快,有的變速箱升檔慢,有的變速箱不停的換檔,有的變速箱卻很少換檔,這又是怎麼回事呢?

原來,汽車廠家對一款車型的定位不一樣,變速箱的換擋邏輯标定的也不同。比如說定位經濟的車型,變速箱的标定上可能會讓它積極升擋和延遲降擋;而定位運動的車型,在變速箱的标定上則是偏向于延遲升擋和積極降擋;定位舒适的車型,變速箱在标定上可能會盡量減少頻繁換擋。這就是經濟模式、運動模式和舒适模式。現在在一種車型上就可以有不同的選擇,在變速杆旁有幾個按鍵,分别是運動、經濟和标準,就是選擇不同的變速箱換檔邏輯。

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老侯總結

看到這裡,你應該懂了。自動變速箱有兩套升擋邏輯:踩油門升擋和松油門升擋;也有兩套降檔邏輯:松油門降擋和踩油門降擋。至于升降檔的時機,就是廠家調校的功力了。當然,自動變速箱的換檔邏輯非常複雜,不僅僅是加油收油那麼簡單,還受到很多因素的影響,在此就不再一一贅述了。總結一句話就是:自動變速箱車速越高,節氣門開度 越小,越趨向升檔;車速越低,節氣門開度越大,越趨向于降檔。這就是自動變速箱換檔邏輯的基本原則。

自動變速箱下長坡為什麼不能挂“D檔”?

我們從自動變速箱的換檔邏輯來分析一下,如果汽車下長坡挂在“D檔”會出現怎樣的後果。

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大家知道,汽車在下長坡時,不能隻依靠汽車的制動系統來控制車速,而是應該更多的依靠發動機制動。檔位越低,發動機制動效果越好,而在最高檔位時發動機制動基本不起作用。

當自動擋車型挂在“D檔”下坡時,由于動力需求較小,所以節氣門開度也很小,汽車在重力作用下速度會越來越快,根據自動變速箱的換檔邏輯,變速箱會很快的升檔,在很低車車速下就會升到最高檔位。在這種情況下,發動機制動基本失效,隻能依靠汽車的制動系統控制車速。如果長時間高強度制動,制動系統就會出現熱衰退現象,制動力急劇 減弱甚至消失,這無疑是極為危險的。

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如果挂在數字檔或手動模式,限制變速箱的最高檔位,使汽車能夠在發動機的反拖作用下,以一個穩定、安全的車速下坡,盡可能少用或不用制動,那麼制動系統就會随時保持良好的技術狀态,在緊急的情況下發揮作用,讓我們更好的控制汽車。

所以,自動擋車型在下坡時一定不能挂“D檔”,而是因該挂在數字檔上,限制變速箱升檔,使發動機制動發揮作用。

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