汽車變速系統的換擋律

換擋規律表示相鄰排擋間自動換擋時刻隨着控制參數變化的規律。換擋規律的優良會影響車輛各個方面的性能，如燃油經濟性、排放性和駕駛舒適程度等等。換擋規律的控制參數通常是在擋位選擇時起決定性作用的參數，比如車速、油門踏板位置等等。目前常見的換擋規律可以分成三類：單參數、兩參數和動態三參數的換擋規律。

1、單參數換擋規律

單參數換擋規律的控制參數一般會選擇車速，如圖1所示，實線是升擋曲線，虛線是降擋曲線，縱座標α是油門開度。

圖1 單參數換擋規律

當車速高於${{v}_{2}}$時，變速器擋位升入2擋，當車速降到${{v}_{1}}$時，變速器擋位降到1擋。${{v}_{1}}$和${{v}_{2}}$之間是1擋和2擋的可能工作區域，根據車輛行駛狀況而定。這種升、降擋之間的交錯現象稱作換擋重疊，主要作用是當變速器換擋後，避免擋位因爲油門開度的稍微變化和車速稍微下降而降到原來的擋位。還有一個作用是可以避免變速器的控制部件磨損而導致的駕駛舒適性降低。
單參數換擋規律簡單，但因爲換擋延遲的大小和換擋點的位置只隨車速變化，而與油門開度無關，對動力性和燃油經濟性兩者難以兼顧，在傳統的燃油汽車上使用的不多。

2、兩參數換擋規律

兩參數換擋規律是目前廣泛運用的一種類型。其控制參數通常使用油門開度和車速這兩個參數聯合控制。油門開度小時，駕駛員的意圖是想使燃油消耗量儘可能的小，而油門開度大時，說明駕駛員是希望動力性能儘量得到提升。
兩參數換擋參數一般分成下圖2的幾種形式

圖2 兩參數換擋規律

• a、等延遲型：
  等延遲型指的是無論油門開度α怎麼變化，換擋延遲$\Delta v$保持不變。在圖上可以看到兩條平行的換擋線。這一種換擋規律比起單參數換擋而言，可以實現駕駛員干預換擋；油門開度不高的時候，變速器可以提前換到比較高的擋位，從而延遲降回低擋，從而改善了燃油經濟性能。

• b、收斂型：
  收斂型指油門開度α增大的時候，換擋延遲$\Delta v$隨之減少。換擋曲線使大油門開度時降擋速差比變小，充分利用了發動機的有效功率。減少油門開度，換擋延遲$\Delta v$隨之增大，則可以減少換擋次數。而且發動機可以工作在比較低的轉速，整車行駛起來舒適性比較好。

• c、發散型：
  發散型指的是油門開度α增大的時候，換擋延遲$\Delta v$不斷增大，這樣換擋的好處在於可以大幅度的改善整車燃油經濟性能，同時駕駛員可以在快鬆油門踏板的時候儘快的換到高擋中，噪聲方面會大大降低。但是這樣的換擋規律同時還有個缺點，就是大油門開度降擋的時候，發動機轉速會比較大程度降低，導致發動機的功率不可以被有效利用。

• d、帶強制降低擋的發散型：
  帶強制降低擋的發散型換擋規律可以改善發散性的缺點，使變速器提前降擋。這種換擋規律有利於發揮重型車的後備功率，滿足大功率加速需求。如果駕駛員此時突然加大油門，並且超過了一定限度後，車輛會自動降到低擋，從而獲得良好的加速性能。

• e、組合型：
  組合型是指由上述兩種或者幾種不同類型的換擋規律組合而成。這樣的換擋規律使不同油門開度下得到合適的驅動需求。

3、動態三參數換擋規律

動態三參數考慮了實際情況中起步，換擋時汽車都處於非穩定狀態，而不是兩參數換擋規律穩定行駛的情況。如果按照單參數換擋規律或者兩參數換擋參數換擋，換擋點的速度存在很大的誤差，而且在彎道，坡道換擋時，這種換擋規律並不合適，這樣會導致汽車在這一些工況出現意外換擋或者頻繁換擋。動態換擋三參數規律的控制參數選用了車速、油門開度、和加速度，能夠真實反映出汽車實際工況，進而大大改善了汽車燃油經濟性和駕駛舒適性，也能提高汽車動力性能。